图5为扫描速率100 mV·s-1时700℃不同电极不同状态的CV曲线图及电化学性能。从图5可以看出:在As-grown状态、Anodic状态和Cathodic状态下,As-grown状态电极的峰电流最大,JD足球反波胆APP下载化峰和还原峰电势差ΔEp为最小,经过阳极极化后JD足球反波胆APP下载化峰的峰位甚至正移到0.6 V处,还原峰非常不明显并负移至-0.2 V附近,峰电流也是3种状态中最小的;经过阴极极化后,Cathodic状态的曲线不能完全恢复到As-grown状态,峰位和曲线形状的变化与掺硼量有明显地相关性;As-grown状态JD足球反波胆APP下载随掺硼浓度的变化,不同样品的Epa、Epc和ΔEp保持不变,这说明掺硼浓度的变化对As-grown状态JD足球反波胆APP下载在K3[Fe(CN)6]溶液体系中的电化学性能影响不大;Cathodic状态JD足球反波胆APP下载随掺硼浓度的增加JD足球反波胆APP下载化峰电位向负方向移动,而还原峰则向正方向移动,ΔEp不断减小,但ΔEp始终大于As-grown状态的,这说明金刚石表面在阳极极化过程中产生的JD足球反波胆APP下载端基在阴极极化后并没有完全转变成氢端基,转变的程度随掺硼量的增加而加大。

图5在700℃、扫描速率100 mV·s-1下不同掺硼浓度的BDDJD足球反波胆APP下载在KCl+K3[Fe(CN)6]溶液中的CV及Epa、Epc和ΔEp曲线图


利用同一个样品在As-grown和Cathodic状态下ΔEp的变化量(Variation)来衡量电极从JD足球反波胆APP下载端基恢复到氢端基的难易程度,即Variation值越大,越难恢复。图6为不同温度沉积的电极的ΔEp值及不同状态下ΔEp的变化量曲线图。从图6可见,对于As-grown状态的电极,不同温度下其ΔEp的值几乎不变,而阴极极化后不同温度沉积样品的Variation均随掺硼量的增加而变小,这说明随着掺硼量的增加JD足球反波胆APP下载终端恢复为氢终端的难度降低。由于[Fe(CN)6]3-/4-体系对金刚石表面的氢、JD足球反波胆APP下载终端非常敏感,而表面氢、JD足球反波胆APP下载终端的变化最终反映在ΔEp的变化上。As-grown状态的电极在富JD足球反波胆APP下载环境下获得,其表面充满氢端基而表现出一致的电化学性能,经过电化学阳极JD足球反波胆APP下载化处理后BDD电极表面部分C—H基团逐步转化为C—O基团,其中(100)面主要是形成羰基(C O)和乙醚基(C—O—C),而在(111)面则主要形成的是羟基(C—OH),这些碳JD足球反波胆APP下载基团阻止了电化学反应在电极表面的反应,降低了电化学反应的速率,使得ΔEp增加、峰电流减小。有研究表明,在0.1 mol·L-1的H2SO4溶液中、在2.4 V下经60 min的电化学阳极极化,在金刚石表面会形成羰基(C O)、羟基(-OH)等含JD足球反波胆APP下载基团,表面的O/C比达到了12%,而原生的As-grown状态的金刚石表面的O/C比则小于1%;经过阴极极化处理后,金刚石表面部分JD足球反波胆APP下载端基转变为氢端基,提高了电化学反应活性,使得电位差变小;掺硼量越大,Variation越小,金刚石电极越容易通过阴极极化使电极从JD足球反波胆APP下载端基的表面恢复到氢端基的表面。

图6 BDDJD足球反波胆APP下载在KCl+K3[Fe(CN)6]溶液中100 mV·s-1扫描速率下不同状态的ΔEp和ΔEp变化量曲线


3结论


(1)BDDJD足球反波胆APP下载薄膜形貌受掺硼浓度的影响较为复杂。在700℃时,B2H6流量的变化对薄膜形貌影响不大,获得的层状晶粒一致;温度为800℃时,B2H6流量低于0.8 mL·min-1时,能获得刻面清晰的高质量BDD薄膜;但是,随着B2H6流量进一步增加,会减小晶粒尺寸、降低薄膜质量。


(2)通过电化学阴极极化手段将BDD电极表面的JD足球反波胆APP下载端基氢化为氢端基,这一过程受掺硼量的影响显著,随着掺硼量的增加JD足球反波胆APP下载端基氢化为氢端基的难度降低。