申請?zhí)枺?01510064484.0
       申請人：中國科學(xué)院物理研究所
       發(fā)明人：李俊杰 孫鵬 唐成春 全保剛 劉哲 顧長志

       摘要： 本發(fā)明公開了一種金剛石納米線陣列、制備方法及用于電化學(xué)分析的電極。該制備方法包括：在金剛石薄膜的表面上設(shè)置掩模層，該掩模層的圖形構(gòu)成為覆蓋待形成的各個(gè)金剛石納米線的頂端，并暴露出相鄰的金剛石納米線之間的待刻蝕部分；采用ICP-RIE刻蝕工藝對具有掩模層的金剛石薄膜刻蝕，以去除待刻蝕部分，在金剛石薄膜中形成柱狀的各個(gè)金剛石納米線；去除位于各個(gè)金剛石納米線的頂端的掩膜層的材料。本發(fā)明采用ICP-RIE刻蝕，由于增加了具有高的等離子體密度及刻蝕效率的電感耦合元件，可以分別控制等離子體的產(chǎn)生和加速，實(shí)現(xiàn)了刻蝕過程和形貌可控，進(jìn)而得到了側(cè)壁陡直性更好且深寬比更高的金剛石納米線陣列。

       主權(quán)利要求 1.一種金剛石納米線陣列的制備方法，用于在金剛石薄膜(10)中形成所述金剛石納米線陣列，所述金剛石納米線陣列包括多根沿所述金剛石薄膜(10)的厚度方向延伸且在橫向上相互間隔開的金剛石納米線(20)，所述制備方法包括：在所述金剛石薄膜(10)的表面上設(shè)置掩模層(30)，所述掩模層(30)的圖形構(gòu)成為覆蓋待形成的各個(gè)所述金剛石納米線(20)的頂端，并暴露出相鄰的所述金剛石納米線(20)之間的待刻蝕部分；采用電感耦合等離子體反應(yīng)離子刻蝕工藝對具有所述掩模層(30)的所述金剛石薄膜(10)進(jìn)行刻蝕，以去除所述待刻蝕部分，從而在所述金剛石薄膜(10)中形成柱狀的各個(gè)所述金剛石納米線(20)；以及去除位于各個(gè)所述金剛石納米線(20)的頂端的所述掩膜層(30)的材料，得到所述金剛石納米線陣列。

       2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在所述電感耦合等離子 體反應(yīng)離子刻蝕工藝中： 刻蝕氣體為氧氣，所述刻蝕氣體的流量為28～32sccm，刻蝕腔內(nèi)的壓強(qiáng)為 90～110mTorr，射頻功率為90～110W，電感耦合等離子體功率為680～720W， 刻蝕時(shí)間為5～15分鐘。

       3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述刻蝕氣體的流量為 30sccm，刻蝕腔內(nèi)的壓強(qiáng)為100mTorr，射頻功率為100W，電感耦合等離子 體功率為700W，刻蝕時(shí)間為10分鐘。

       4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在所述電感耦合等離子 體反應(yīng)離子刻蝕工藝中，刻蝕氣體為SF6。

       5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，還包括對獲 得的所述金剛石納米線陣列進(jìn)行硼摻雜處理的步驟。

       6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述掩模層 (30)的所述圖形包括與所述金剛石納米線陣列對應(yīng)的圓凸點(diǎn)陣列；其中，所 述圓凸點(diǎn)陣列中圓凸點(diǎn)的周期和每個(gè)所述圓凸點(diǎn)的直徑為亞微米量級； 優(yōu)選地，所述圓凸點(diǎn)的周期為300～1000nm，所述圓凸點(diǎn)的直徑為 100～300nm； 進(jìn)一步優(yōu)選地，所述圓凸點(diǎn)的周期為800nm，所述圓凸點(diǎn)的直徑為300nm。

       7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述金剛石 薄膜是由多晶或單晶的金剛石材料形成。

       8.一種金剛石納米線陣列，采用權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法制備而 成，其中，每一金剛石納米線的長徑比為4:1～10:1。

       9.一種用于電化學(xué)分析的電極，其由權(quán)利要求8所述的金剛石納米線陣列 構(gòu)成。