申請號：201510064484.0
       申請人：中國科學院物理研究所
       發明人：李俊杰 孫鵬 唐成春 全保剛 劉哲 顧長志

       摘要： 本發明公開了一種金剛石納米線陣列、制備方法及用于電化學分析的電極。該制備方法包括：在金剛石薄膜的表面上設置掩模層，該掩模層的圖形構成為覆蓋待形成的各個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金剛石納米線；去除位于各個金剛石納米線的頂端的掩膜層的材料。本發明采用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生和加速，實現了刻蝕過程和形貌可控，進而得到了側壁陡直性更好且深寬比更高的金剛石納米線陣列。

       主權利要求 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)的表面上設置掩模層(30)，所述掩模層(30)的圖形構成為覆蓋待形成的各個所述金剛石納米線(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)中形成柱狀的各個所述金剛石納米線(20)；以及去除位于各個所述金剛石納米線(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.根據權利要求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，刻蝕腔內的壓強為 90～110mTorr，射頻功率為90～110W，電感耦合等離子體功率為680～720W， 刻蝕時間為5～15分鐘。

       3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述刻蝕氣體的流量為 30sccm，刻蝕腔內的壓強為100mTorr，射頻功率為100W，電感耦合等離子 體功率為700W，刻蝕時間為10分鐘。

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

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

       6.根據權利要求1-5中任一項所述的制備方法，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的圓凸點陣列；其中，所 述圓凸點陣列中圓凸點的周期和每個所述圓凸點的直徑為亞微米量級； 優選地，所述圓凸點的周期為300～1000nm，所述圓凸點的直徑為 100～300nm； 進一步優選地，所述圓凸點的周期為800nm，所述圓凸點的直徑為300nm。

       7.根據權利要求1-6中任一項所述的制備方法，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，采用權利要求1-7中任一項所述的方法制備而 成，其中，每一金剛石納米線的長徑比為4:1～10:1。

       9.一種用于電化學分析的電極，其由權利要求8所述的金剛石納米線陣列 構成。