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　　申请号：201510064484.0
       申请人：中国科学院物理研究所
       发明人：李俊杰 孙鹏 唐成春 全保刚 刘哲 顾长志

       摘要： 本发明公开了一种金刚石纳米线阵列、制备方法及用于电化学分析的电极。该制备方法包括：在金刚石薄膜的表面上设置掩模层，该掩模层的图形构成为覆盖待形成的各个金刚石纳米线的顶端，并暴露出相邻的金刚石纳米线之间的待刻蚀部分；采用ICP-RIE刻蚀工艺对具有掩模层的金刚石薄膜刻蚀，以去除待刻蚀部分，在金刚石薄膜中形成柱状的各个金刚石纳米线；去除位于各个金刚石纳米线的顶端的掩膜层的材料。本发明采用ICP-RIE刻蚀，由于增加了具有高的等离子体密度及刻蚀效率的电感耦合元件，可以分别控制等离子体的产生和加速，实现了刻蚀过程和形貌可控，进而得到了侧壁陡直性更好且深宽比更高的金刚石纳米线阵列。

       主权利要求 1.一种金刚石纳米线阵列的制备方法，用于在金刚石薄膜(10)中形成所述金刚石纳米线阵列，所述金刚石纳米线阵列包括多根沿所述金刚石薄膜(10)的厚度方向延伸且在横向上相互间隔开的金刚石纳米线(20)，所述制备方法包括：在所述金刚石薄膜(10)的表面上设置掩模层(30)，所述掩模层(30)的图形构成为覆盖待形成的各个所述金刚石纳米线(20)的顶端，并暴露出相邻的所述金刚石纳米线(20)之间的待刻蚀部分；采用电感耦合等离子体反应离子刻蚀工艺对具有所述掩模层(30)的所述金刚石薄膜(10)进行刻蚀，以去除所述待刻蚀部分，从而在所述金刚石薄膜(10)中形成柱状的各个所述金刚石纳米线(20)；以及去除位于各个所述金刚石纳米线(20)的顶端的所述掩膜层(30)的材料，得到所述金刚石纳米线阵列。

       2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述电感耦合等离子 体反应离子刻蚀工艺中： 刻蚀气体为氧气，所述刻蚀气体的流量为28～32sccm，刻蚀腔内的压强为 90～110mTorr，射频功率为90～110W，电感耦合等离子体功率为680～720W， 刻蚀时间为5～15分钟。

       3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述刻蚀气体的流量为 30sccm，刻蚀腔内的压强为100mTorr，射频功率为100W，电感耦合等离子 体功率为700W，刻蚀时间为10分钟。

       4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述电感耦合等离子 体反应离子刻蚀工艺中，刻蚀气体为SF6。

       5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于，还包括对获 得的所述金刚石纳米线阵列进行硼掺杂处理的步骤。

       6.根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述掩模层 (30)的所述图形包括与所述金刚石纳米线阵列对应的圆凸点阵列；其中，所 述圆凸点阵列中圆凸点的周期和每个所述圆凸点的直径为亚微米量级； 优选地，所述圆凸点的周期为300～1000nm，所述圆凸点的直径为 100～300nm； 进一步优选地，所述圆凸点的周期为800nm，所述圆凸点的直径为300nm。

       7.根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述金刚石 薄膜是由多晶或单晶的金刚石材料形成。

       8.一种金刚石纳米线阵列，采用权利要求1-7中任一项所述的方法制备而 成，其中，每一金刚石纳米线的长径比为4:1～10:1。

       9.一种用于电化学分析的电极，其由权利要求8所述的金刚石纳米线阵列 构成。