高温退火过程中注入金刚石层的结构转变

近年来，离子束诱导非晶层的石墨化成为金刚石器件制造的基本工具。可蚀刻的石墨层可被移除以形成自由站立膜，进而使用聚焦离子束（FIB）铣削在其中雕刻所需结构。使用此方法制造的器件的光学性质基于尖锐金刚石-空气界面模型假设。该界面的真实质量可能取决于退火后非晶损伤层的石墨化程度。本工作使用常规和分析透射电子显微镜（TEM）研究了石墨化过程。发现 550 °C 退火导致注入体积的部分石墨化，形成夹在四面体非晶碳层之间的纳米晶石墨相。1400 °C 退火导致非晶层完全石墨化。石墨纳米晶的平均尺寸不超过 5 nm，c 面优先取向垂直于样品表面。