顾珊珊 胡晓君 黄 凯

(浙江工业大学化学工程与材料学院，杭州 310014)

(2012年12月18日收到;2013年1月7日收到修改稿)

1 引言

金刚石具有优异的物理性能，如宽禁带、高电子和空穴迁移率、高热导率、高硬度、高击穿场强、低摩擦系数、低介电常数、良好的光学透射性和化学稳定性，使其在机械、热学、光学、声学及半导体等领域具有广阔的应用前景，可望成为高温与复杂环境应用的半导体材料[1].在微晶金刚石薄膜中掺入硼杂质，可以得到具有良好导电性能的p型金刚石薄膜，是一种极佳的半导体材料.

纳米金刚石薄膜是由纳米金刚石晶粒和非晶碳晶界形成的复合薄膜[2].它除了具有常规金刚石的优异性质外，还具有表面连续光滑、比表面积大等特点[3,4].在纳米金刚石薄膜中掺入硼杂质，可望制备得到具有比硼掺杂微晶金刚石薄膜更优异的p型导电性能的薄膜，在纳米电子器件和电化学电极等方面具有较好的应用前景[5-9].国内外在纳米金刚石薄膜的化学气相沉积过程中掺入硼，较系统地研究了B掺杂纳米金刚石(BDND)薄膜的微结构、电化学性能[10,11]和超导性能[12-14]等，但对其电学性能研究较少.

Souza等[15]研究了硼掺杂浓度对金刚石薄膜形貌与微结构的影响，结果表明随着硼浓度从2000 ppm增加到30000 ppm，薄膜由超纳米金刚石薄膜转变为纳米金刚石薄膜，晶粒尺寸由10 nm增加到35 nm.现有研究表明适宜的掺杂浓度(∼1021cm-3)与温度 (∼1.66 K)下，纳米金刚石薄膜可以达到超导态[12-14].采用CVD方法制备的硼掺杂纳米金刚……