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       鉆石因其耀眼的美感而備受追捧，通常以精美的珠寶展示。但是，這種固體碳也因其出色的物理和電子特性而聞名。

      在日本，由Kyo Yoshida領導的金澤大學自然科學與技術研究生院和筑波AIST的研究人員利用水蒸汽退火形成了原子級平坦的羥基封端金剛石表面。

      Diamond具有許多特性，使其在電子電源設備中的應用具有吸引力。然而，雖然肉眼看起來很完美，但鉆石含有在原子水平上可觀察到的缺陷，這些缺陷會產生獨特的表面特性，影響它在設備中的應用方式。

      為了穩定金剛石結構，使用使用氧氣或氫氣的表面終止。氫封端(H端接)金剛石表面包含二維空穴氣體層(2DHG)，可實現高溫和高壓操作。氧封端的金剛石表面是通過H端接表面的表面氧化形成的，它可以去除碳氫(CH)鍵和2DHG，“但這會使金剛石表面變得粗糙并導致器件性能下降，”Norio Tokuda說。金澤大學。

      為了克服這個問題，研究人員應用了水蒸氣退火工藝。它們始于(111)取向的高壓，高溫合成單晶金剛石Ib和IIa基板。通過微波等離子體化學氣相沉積(MPCVD)在Ib基板上生長同質外延金剛石膜。為了獲得原子級平坦的H端接表面，將金剛石樣品暴露于MPCVD室中的H-等離子體。為了形成羥基封端的表面，對H-封端的金剛石樣品進行水蒸氣退火。退火處理在氮氣氛下在電爐中的石英管中通過超純水鼓泡。

      結果表明，在400℃以下的水蒸氣退火過程中，CH鍵保留在金剛石表面; 因此，檢測到2DHG。

      “然而，500°C以上的水蒸汽退火去除了金剛石表面的CH鍵，”Yoshida解釋說，“表明2DHG消失了。”

      因此，結果表明水蒸氣退火可以去除2DHG，同時保持(111)取向的金剛石表面的表面形態。

      “與去除2DHG的常規技術相比，例如濕化學氧化，”Tokuda說，“水蒸汽退火提供了保持原子級平坦表面的優勢。”