金刚石涂层的形核方法

目前流行的金刚石涂层的制备方法为MPCVD（微波等离子体化学气相沉积），MPCVD沉积金刚石成膜的过程中，金刚石薄膜的形核是保证金刚石薄膜高质量生长过程中非常重要的一环。金刚石在形核过程中，在金刚石表面能高的位置活性等离子体易发生吸附、堆积，当基团尺寸达到临界尺寸时，便会形核稳定成型。

首先需要对衬底进行预处理，这是由于光滑的衬底表面能过小，不利于活性基团被基底吸附，难以形核，沉积得到的金刚石薄膜成岛状结构分布，成膜质量差。对衬底进行预处理目的是提高基底形核均匀性和致密性，从而提升金刚石薄膜的品质。目前常用的形核方式主要有表面损伤缺陷法、过渡层法、偏压法等。

表面损伤缺陷法是形核方式中常用的方法，通过表面损伤降低表面形核势垒，实现活性等离子体的吸附和堆叠，提高形核密度和薄膜质量。

过渡层法通常应用于两个方面：一是基底与金刚石薄膜的热膨胀系数相差过大，致使金刚石薄膜结合能力差，选择热膨胀系数于两者之间且利于金刚石薄膜生长的材料作为过渡层，从而提高金刚石薄膜与基底的结合力；二是基底中存在的控制金刚石相生成的元素，过渡层起隔离作用，防止此类元素的扩散，为金刚石薄膜提供有利的生长条件。

偏压形核法通过在基底上加负偏压来降低形核势垒，从而提高了形核的速率和密度。