圖1 碳質(zhì)材料結構
碳元素位于化學元素周期表第六位，根據(jù)原子軌道雜化的理論，碳原子外殼層電子會分為三種不同的能態(tài)，即sp1(直線型)、sp2(正三角或層片型)、sp3(正四面體)三種雜化形式如圖2所示。
圖2 碳原子的sp3、sp2和 sp1雜化結構
類金剛石碳（Diamond like Carbon，簡稱DLC）是一種亞穩(wěn)態(tài)的非晶態(tài)材料，其機械、電學、光學和摩擦學特性類似于金剛石，導熱性是銅的2～3倍，且透明度高、化學穩(wěn)定性好。具有極高的硬度、良好的抗磨損、優(yōu)異的化學惰性、低介電常數(shù)、寬的光學帶隙以及良好的生物相容性等特性。
事實上目前對DLC薄膜尚無明確的定義和統(tǒng)一的概念，以其宏觀性質(zhì)而論，國際上廣為接受的標準為硬度達到天然金剛石硬度20%的絕緣無定形碳膜就稱為DLC薄膜。在光學、電學、材料、機械、醫(yī)學和航空航天等領域引起了科研工作者的廣泛關注。
根據(jù)2005年德國工程師學會發(fā)布的“碳涂層”標準，DLC薄膜主要分為以下七類：
（1）a-C：非晶碳
（2）ta-C：四面體非晶碳
（3）a-C:Me（Me=W /Ti/Mo/Al等金屬）：金屬摻雜非晶碳
（4）a-C:H：含氫非晶碳
（5）ta-C:H：四面體形含氫非晶碳
（6）a-C:H:Me（Me=W /Ti/Mo/Al等金屬）：金屬摻雜含氫非晶碳
（7）a-C:H:X（X=Si/O/N/F/B等）：改性含氫非晶碳
