金刚石表面终端和电解液pH值对铌基硼掺杂金刚石电极电化学性能的影响  

Effects of diamond surface terminal and pH value of electrolyte on electrochemical properties of boron-doped diamond electrode deposited on Nb substrate

作　　者：孟令聪[1] 余志明[1,2] 郝诗梦[1] 王菁清[1] 魏秋平[1,2] 焦娜[1] 

机构地区：[1]中南大学材料科学与工程学院,长沙410083 [2]中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙410083

出　　处：《粉末冶金材料科学与工程》2012年第6期779-785,共7页Materials Science and Engineering of Powder Metallurgy

基　　金：粉末冶金国家重点实验室开放基金重点资助项目(20110933K)

摘　　要：以H2和CH4为反应气体，B2H6为硼掺杂源，采用热丝化学气相沉积法（HFCVD）在金属Nb上制备不同硼原子浓度的硼掺杂金刚石薄膜（BDD）电极。采用场发射扫描电镜（FESEM）、拉曼光谱仪（Raman spectrometer）和电化学工作站对金刚石薄膜的形貌、质量和电化学性能进行分析，研究金刚石表面端基和电解液pH值对BDD电极电化学性能的影响。结果表明，硼烷：甲烷=1％～2％（体积分数）的氢终端BDD电极，在酸性电解液（1mol／LH2S04）中具有最宽的电势窗口（3．8v），在酸性溶液中具有极低的背景电流（～10^-5A）。Boron-doped diamond （BDD） films were deposited on Niobium （Nb） substrate by hot filament chemical vapor deposition （HFCVD） technique using diborane （B2H6） as boron source, hydrogen （H2） and methane （CH4） as reaction gases. The morphology, quality and electrochemical properties of BDD films were analyzed by scanning electron microscopy （SEM）, Raman spectrometer and electrochemical system. The effects of diamond surface terminal and pH value of electrolyte on the electrochemical properties of Nb-based BDD electrode were studied. The results indicate that hydrogen-terminated BDD electrodes with 1%-2% B2H6/CH4 volume ratio have the widest potential window （3.8 V） in l mol/L HESO4 solution, and BDD electrodes have lower background current （〈 10^-5A） in acid solution.

关 键 词：硼掺杂金刚石电极 金属Nb 电化学性能 化学气相沉积 

分 类 号：TG135.5[一般工业技术—材料科学与工程]