“鑽石恆久遠，一顆永流傳”，是我們熟習的一句廣告語，也正是這句廣告語，讓鑽石成為家喻戶曉的名字；而鑽石，克拉級鑽石鑽戒動輒數以幾萬元計，足以證明寶石級鑽石的寶貴。鑽石也能夠叫做金剛石。

“沒有金剛鑽別攬瓷器活”，鑽石除了作為珠寶首飾，它的用處非常普遍。比方玻璃切割、研磨、光刻技術、奈米感測器、高功率鐳射視窗等等。

金剛石薄膜具有不同的晶態（單晶、微晶、奈米晶和超奈米晶），是許多醫學和生物技術應用的潛在候選者，如埋植劑的塗層，用於神經元或生物感測器活性區域性的生長和研討的平臺。這與它們優良的力學效能、高的化學惰性和生物相容性有關。

化學氣相堆積（CVD）製備的金剛石薄膜是端氫的。這招致了一定水平的疏水性，這是察看到化學惰性的緣由。因而，進一步增加親水性或增加化學活性需求停止外表改性。經過等離子體處置和光化學辦法完成-OH或-NH2基團的外表功用化。另一方面，等離子體氟化以至會增加外表的疏水性。zeta電位用來評價功用化水平，它反映了外表-水介面的電荷構成。

用zeta電位探測外表

zeta電位描繪了在水溶液中，當親水外表的官能團分散或氫氧根離子吸附在疏水外表上時產生的某一外表電荷。經過改動pH值，離解和吸附均衡就會遭到影響，從而能夠評價外表的化學性質。

經過丈量活動電勢，能夠取得宏觀外表的zeta電位。平面樣品相對排列，構成一個固定的通道(圖1)。在丈量過程中，施加壓力梯度，液體流經通道。作為對固液介面上電荷補償離子位移的電響應，產生活動電勢(或流電流)並用於計算zeta電位。

圖1：活動電勢丈量表示圖

超奈米晶金剛石薄膜

應用微波等離子體加強化學氣相堆積技術在矽片上合成了超奈米晶金剛石薄膜（UNCD）。氣體前體混合物包含17%的CH4-N2混氣，工作壓力堅持在30 mbar，襯底溫度堅持在560 °C左右，微波功率堅持在800 W。堆積6 h後，得到厚度為1.5 μm的UNCD層。層的外表相對潤滑，rms粗糙度約為12-14 nm。

為了使UNCD外表高度親水性或增加樣品的疏水性，分別用200 W的O2等離子體和50 W的SF6等離子體停止5 s的等離子體改性。第一次改性構成了接觸角< 10°的端氧外表，後者產生了接觸角> 110°的端氟外表。

外表電荷剖析

研討了三種不同外表終端的UNCD樣品：未處置的端氫外表和分別在SF6等離子體和O2等離子體中處置的外表。樣品放置在丈量單元中，使相對的外表構成約100 μm的間隔。經過測得的壓力降落來調整間隙寬度。電解液為1mmol /L的氯化鉀溶液。pH值在pH 9.5和pH 3.0之間，從根本範圍開端。運用包括一個內建滴定單元的安東帕SurPASSTM3停止丈量。分別用0.05 M鹽酸和0.05 M氫氧化鈉停止自動pH調理。

圖2的結果顯現，在酸性範圍的zeta電位明顯增加。在根本範圍內，一切外表的zeta電位在pH值高於8.5時堅持為負，簡直不變。在這一點上，在外表-水介面發作飽和，因而關於較高的pH值，估計不會有進一步的變化。pH 4.2(未處置的UNCD)、pH 3.8 (O2等離子處置的UNCD)和pH 3.2 (SF6等離子處置的UNCD) 時zeta電位為0，即其等電點(IEP)。這些值契合Voss等(4)報告的資料。

從zeta電位丈量的結果能夠察看到樣品外表的電荷性質。這一資訊關於研討與具有一定淨電荷的生物分子的互相作用很重要，例如酵素。基於zeta電位，能夠預測可能的排擠或吸收，從而說明在UNCD外表上的固定化機制。

圖2：Si晶片上經過O2等離子體處置和SF6等離子體處置的UNCD薄膜的Zeta電位與pH的關係

表1：圖2中未處置和等離子體處置後的UNCD外表zeta電位剖析的關鍵指標

靈活的活動電勢丈量技術是獨一用於監測外表活化等離子體處置或堆積辦法，並肯定各種外表終端或汙染的技術