圖5為掃描速率100 mV·s-1時700℃不同電極不同狀態(tài)的CV曲線圖及電化學(xué)性能。從圖5可以看出：在As-grown狀態(tài)、Anodic狀態(tài)和Cathodic狀態(tài)下，As-grown狀態(tài)電極的峰電流最大，氧化峰和還原峰電勢差ΔEp為最小，經(jīng)過陽極極化后氧化峰的峰位甚至正移到0.6 V處，還原峰非常不明顯并負(fù)移至-0.2 V附近，峰電流也是3種狀態(tài)中最小的；經(jīng)過陰極極化后，Cathodic狀態(tài)的曲線不能完全恢復(fù)到As-grown狀態(tài)，峰位和曲線形狀的變化與摻硼量有明顯地相關(guān)性；As-grown狀態(tài)微電極隨摻硼濃度的變化，不同樣品的Epa、Epc和ΔEp保持不變，這說明摻硼濃度的變化對As-grown狀態(tài)微電極在K3［Fe（CN）6］溶液體系中的電化學(xué)性能影響不大；Cathodic狀態(tài)微電極隨摻硼濃度的增加氧化峰電位向負(fù)方向移動，而還原峰則向正方向移動，ΔEp不斷減小，但ΔEp始終大于As-grown狀態(tài)的，這說明金剛石表面在陽極極化過程中產(chǎn)生的氧端基在陰極極化后并沒有完全轉(zhuǎn)變成氫端基，轉(zhuǎn)變的程度隨摻硼量的增加而加大。

圖5在700℃、掃描速率100 mV·s-1下不同摻硼濃度的BDD微電極在KCl+K3［Fe（CN）6］溶液中的CV及Epa、Epc和ΔEp曲線圖

利用同一個樣品在As-grown和Cathodic狀態(tài)下ΔEp的變化量（Variation）來衡量電極從氧端基恢復(fù)到氫端基的難易程度，即Variation值越大，越難恢復(fù)。圖6為不同溫度沉積的電極的ΔEp值及不同狀態(tài)下ΔEp的變化量曲線圖。從圖6可見，對于As-grown狀態(tài)的電極，不同溫度下其ΔEp的值幾乎不變，而陰極極化后不同溫度沉積樣品的Variation均隨摻硼量的增加而變小，這說明隨著摻硼量的增加氧終端恢復(fù)為氫終端的難度降低。由于［Fe（CN）6］3-/4-體系對金剛石表面的氫、氧終端非常敏感，而表面氫、氧終端的變化最終反映在ΔEp的變化上。As-grown狀態(tài)的電極在富氫氣環(huán)境下獲得，其表面充滿氫端基而表現(xiàn)出一致的電化學(xué)性能，經(jīng)過電化學(xué)陽極氧化處理后BDD電極表面部分C—H基團(tuán)逐步轉(zhuǎn)化為C—O基團(tuán)，其中（100）面主要是形成羰基（C O）和乙醚基（C—O—C），而在（111）面則主要形成的是羥基（C—OH），這些碳氧基團(tuán)阻止了電化學(xué)反應(yīng)在電極表面的反應(yīng)，降低了電化學(xué)反應(yīng)的速率，使得ΔEp增加、峰電流減小。有研究表明，在0.1 mol·L-1的H2SO4溶液中、在2.4 V下經(jīng)60 min的電化學(xué)陽極極化，在金剛石表面會形成羰基（C O）、羥基（-OH）等含氧基團(tuán)，表面的O/C比達(dá)到了12%，而原生的As-grown狀態(tài)的金剛石表面的O/C比則小于1%；經(jīng)過陰極極化處理后，金剛石表面部分氧端基轉(zhuǎn)變?yōu)闅涠嘶?，提高了電化學(xué)反應(yīng)活性，使得電位差變??；摻硼量越大，Variation越小，金剛石電極越容易通過陰極極化使電極從氧端基的表面恢復(fù)到氫端基的表面。

圖6 BDD微電極在KCl+K3［Fe（CN）6］溶液中100 mV·s-1掃描速率下不同狀態(tài)的ΔEp和ΔEp變化量曲線

3結(jié)論

（1）BDD微電極薄膜形貌受摻硼濃度的影響較為復(fù)雜。在700℃時，B2H6流量的變化對薄膜形貌影響不大，獲得的層狀晶粒一致；溫度為800℃時，B2H6流量低于0.8 mL·min-1時，能獲得刻面清晰的高質(zhì)量BDD薄膜；但是，隨著B2H6流量進(jìn)一步增加，會減小晶粒尺寸、降低薄膜質(zhì)量。

（2）通過電化學(xué)陰極極化手段將BDD電極表面的氧端基氫化為氫端基，這一過程受摻硼量的影響顯著，隨著摻硼量的增加氧端基氫化為氫端基的難度降低。