在研究人员之间的合作金泽大学自然科学与技术及的“研究生院高级工业科学和技术研究院（AIST）在筑波，由亮吉田带领下，已经使用的水蒸汽退火形成羟基封端的金刚石表面是是原子地平坦的。

Diamond具有许多特性，使其在电子电源设备中的应用具有吸引力。然而，虽然肉眼看起来很完美，但钻石含有在原子水平上可观察到的缺陷，这些缺陷会产生影响其如何应用于设备的独特表面特性。

为了稳定金刚石结构，使用使用氧气或氢气的表面终止。氢封端（H端接）金刚石表面包含二维空穴气体层（2DHG），可实现高温和高压操作。氧封端的金刚石表面是通过H端接表面的表面氧化形成的，它可以去除碳氢（CH）键和2DHG，“但这会使金刚石表面变得粗糙并导致器件性能下降，”Norio Tokuda说。金泽大学。

现有的表面终止技术使用氢来稳定金刚石结构以应用于电子功率器件，产生二维空穴气体层（2DHG）。尝试使用氧气终止去除这些层会使金刚石表面变粗糙并导致器件性能下降。

为了克服这个问题，金泽大学和国家先进工业科学与技术研究所的研究人员利用水蒸气退火从金刚石中去除了2DHG，并保持了原子级平坦的表面。

它们始于（111）取向的高压，高温合成单晶金刚石Ib和IIa基板。通过微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）在Ib基板上生长同质外延金刚石膜。为了获得原子级平坦的H端接表面，将金刚石样品暴露于MPCVD室中的H-等离子体。

为了形成羟基封端的表面，对H-封端的金刚石样品进行水蒸气退火。退火处理在氮气氛下在电炉中的石英管中通过超纯水鼓泡。

结果表明，在400℃以下的水蒸气退火过程中，CH键保留在金刚石表面; 因此，检测到2DHG。

“然而，500°C以上的水蒸汽退火去除了金刚石表面的CH键，”Yoshida解释说，“表明2DHG消失了。”

因此，结果表明水蒸气退火可以去除2DHG，同时保持（111）取向的金刚石表面的表面形态。

“与去除2DHG的常规技术相比，例如湿化学氧化，”Tokuda说，“水蒸汽退火提供了保持原子级平坦表面的优势。”