阅读说明：本技术 一种蒸发镀制石墨相cn薄膜的方法 (Method for evaporating graphite phase CN film ) 是由 沈洪雪 姚婷婷 李刚 金克武 王天齐 陆勇 时君 于 2019-12-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种蒸发镀制石墨相CN薄膜的方法,包括以下步骤：a、采用单晶硅片作为衬底,清洗衬底,去除衬底表面污渍；b、将衬底置于蒸发镀膜腔室内,采用99.99%纯度的氮化碳粉为蒸发源,在衬底表面蒸发镀制CN薄膜；c、将镀制了CN薄膜的衬底放入退火炉,在400～600℃的温度下真空退火3小时,然后自然冷却至常温,得到所述石墨相CN薄膜；该方法利用蒸发沉积直接得到高纯度的CN薄膜,且薄膜的均匀化好,能够提高薄膜质量。(The invention discloses a method for evaporating and plating a graphite phase CN film, which comprises the following steps: a. cleaning a substrate by using a monocrystalline silicon wafer as the substrate, and removing stains on the surface of the substrate; b. placing the substrate in an evaporation coating chamber, and performing evaporation coating on the surface of the substrate to form a CN thin film by using 99.99% pure carbon nitride powder as an evaporation source; c. putting the substrate plated with the CN thin film into an annealing furnace, carrying out vacuum annealing at the temperature of 400-600 ℃ for 3 hours, and then naturally cooling to normal temperature to obtain the graphite-phase CN thin film; the method directly obtains the high-purity CN thin film by evaporation deposition, has good homogenization of the thin film, and can improve the quality of the thin film.)

一种蒸发镀制石墨相CN薄膜的方法

技术领域

本发明涉及特殊薄膜制备技术领域，具体是一种蒸发镀制石墨相CN薄膜的方法。

背景技术

M．L．Cohen等从晶体结构出发，预言了氮化碳的硬度将超过金刚石，这是科学家首次预言，并在后来的实验中得以验证，具有非常重大的意义。Teter等计算了氮化碳的五种化合物结构，氮化碳一度被认为是一种新型的材料。

但CN薄膜的制备却是非常不容易，早期许多研究学者也成功制备了CN薄膜，但N含量不稳定以及N不易掺入到薄膜中等问题十分突出，以及所制备薄膜基本处于非晶态，这都进一步限制了后续的CN薄膜的应用。最近几年，采用各种技术如磁控溅射法，反应射频溅射法，离子束溅射法，热丝CVD等方法都被用来制备氮化碳薄膜，而且都取得了一定的成果，但效果仍不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蒸发镀制石墨相CN薄膜的方法，该方法利用蒸发沉积直接得到高纯度的CN薄膜，且薄膜的均匀化好，能够提高薄膜质量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种蒸发镀制石墨相CN薄膜的方法，包括以下步骤：

a、采用单晶硅片作为衬底，清洗衬底，去除衬底表面污渍；

b、将衬底置于蒸发镀膜腔室内，采用99.99%纯度的氮化碳粉为蒸发源，在衬底表面蒸发镀制CN薄膜；

c、将镀制了CN薄膜的衬底放入退火炉，在400～600℃的温度下真空退火3小时，然后自然冷却至常温，得到所述石墨相CN薄膜。

本发明的有益效果是：

一、蒸发设备的高真空度对氮化碳粉进行蒸发，从而直接得到高纯度的CN薄膜，蒸发腔室真空度可达到10^－6Pa，腔室干净，无污染，镀制的薄膜质量高。

二、整个蒸镀过程中，以氮化碳为原料，直接进行蒸发镀制，方法简单，无其他变量的引入，保证了薄膜的质量。

三、真空保温退火，达到薄膜均匀化和提高薄膜质量的目的。

具体实施方式

实施例一

本发明提供一种蒸发镀制石墨相CN薄膜的方法，包括以下步骤：

a、采用单晶硅片作为衬底，清洗衬底，去除衬底表面污渍；可使用丙酮、酒精、去离子水等超声波清洗，然后热风吹干；

b、将衬底置于蒸发镀膜腔室内，采用99.99%纯度的氮化碳粉为蒸发源，开启蒸发设备，启动离子泵，抽真空，当真空度达到3.0*10^－6Pa的超高真空时，开启蒸发电源，进行加热，而后进行3min的预蒸发，预蒸发结束后，调整蒸发功率至300W，蒸发时间30min，在衬底表面蒸发镀制CN薄膜；

c、将镀制了CN薄膜的衬底放入退火炉，在400℃的温度下真空退火3小时，然后自然冷却至常温，得到所述石墨相CN薄膜。

实施例二

本发明提供一种蒸发镀制石墨相CN薄膜的方法，包括以下步骤：

a、采用单晶硅片作为衬底，清洗衬底，去除衬底表面污渍；可使用丙酮、酒精、去离子水等超声波清洗，然后热风吹干；

b、将衬底置于蒸发镀膜腔室内，采用99.99%纯度的氮化碳粉为蒸发源，开启蒸发设备，启动离子泵，抽真空，当真空度达到7.8*10^－6Pa的超高真空时，开启蒸发电源，进行加热，而后进行3min的预蒸发，预蒸发结束后，调整蒸发功率至500W，蒸发时间20min，在衬底表面蒸发镀制CN薄膜；

c、将镀制了CN薄膜的衬底放入退火炉，在550℃的温度下真空退火3小时，然后自然冷却至常温，得到所述石墨相CN薄膜。

实施例三

本发明提供一种蒸发镀制石墨相CN薄膜的方法，包括以下步骤：

a、采用单晶硅片作为衬底，清洗衬底，去除衬底表面污渍；可使用丙酮、酒精、去离子水等超声波清洗，然后热风吹干；

b、将衬底置于蒸发镀膜腔室内，采用99.99%纯度的氮化碳粉为蒸发源，开启蒸发设备，启动离子泵，抽真空，当真空度达到6.5*10^－6Pa的超高真空时，开启蒸发电源，进行加热，而后进行3min的预蒸发，预蒸发结束后，调整蒸发功率至800W，蒸发时间15min，在衬底表面蒸发镀制CN薄膜；

c、将镀制了CN薄膜的衬底放入退火炉，在600℃的温度下真空退火3小时，然后自然冷却至常温，得到所述石墨相CN薄膜。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。