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本发明公开了一种具有新颖微结构的高迁移率n型纳米金刚石薄膜及其制备方法：采用热丝化学气相沉积方法(HFCVD)，在单晶硅衬底上制备纳米金刚石薄膜。以丙酮作为碳源，采用氢气鼓泡方式将碳源带入反应室腔体，生长时间约40‑60分钟，制备得到厚度1‑3μm左右的纳米金刚石薄膜，晶粒尺寸10‑30nm，薄膜中非晶碳晶界含量非常少。对该晶粒密堆积纳米金刚石薄膜进行硫离子以及氧离子注入，注入后的样品再进行低真空退火，即得到所述迁移率普遍达到400cm2/V·s以上的n型纳米金刚石薄膜。对于实现金刚石薄膜在半导体器件、光电子领域、场发射显示器等领域的应用具有十分重要的意义和价值。