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本发明属于氢能源技术领域，具体为一种不锈钢表面直接生长类金刚石‑垂直碳纳米管复合薄膜及其制备方法和应用。本发明所述的方法制备表面包覆类金刚石垂直碳纳米管复合薄膜的基底，在PECVD反应室中完成全部生长过程，样品被污染的可能性低，该方法简单，一步实验完成类金刚石薄膜和垂直碳纳米管的同时生长，不需要各种复杂设备；本发明制备的复合薄膜同时具有类金刚石和垂直碳纳米管结构，碳纳米管本身具有优异的导电性加之垂直结构能使得改性后的不锈钢表面达到超疏水效果，致密的类金刚石薄膜能有效防护不锈钢表面被腐蚀液体入侵，提高双极板的耐腐蚀性；表面包覆类金刚石垂直碳纳米管复合薄膜的不锈钢适用于加工低温环境下燃料电池的双极板。

本发明提供了一种硫离子注入纳米金刚石‑石墨烯复合薄膜，本发明利用热丝化学气相沉积在单晶硅衬底上制备纳米金刚石‑石墨烯复合薄膜，对制备出的复合薄膜进行硫离子注入，并对注入后的复合薄膜进行真空退火处理，即得到SNCD‑G复合薄膜，该复合薄膜具有优异的电化学活性、极低的背景电流和较宽的电势窗口，十分有利于应用在高精度的痕量检测领域。

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种判断CVD实验中碳原子生长结构的方法。碳原子生长结构包括碳纳米管结构和富勒烯结构；碳纳米管结构的形成能由纳米管帽的曲率能、纳米管的曲率能以及纳米管与金属催化剂之间的边界形成能组成，富勒烯结构的形成能由富勒烯的曲率能、形成富勒烯过程中碳结构与金属催化剂间的界面形成能、碳原子与金属催化剂间的结合能组成，当碳纳米管结构的形成能大于富勒烯结构，则碳原子的生长结构为富勒烯结构，反之为碳纳米管结构。本发明解释了“在CVD实验中，金属纳米粒子表面的碳原子会生长为碳纳米管，而不是富勒烯结构”这一现象，可引导将来更好地设计碳纳米管生长的实验，制备更加优质的碳纳米管。

本发明公开了一种氮硅双修饰石墨烯量子点固态膜的制备方法。该方法以射频等离子体增强化学气相沉积技术作为石墨烯量子点固态膜生长方法，以高纯乙烯作为石墨烯量子点生长的碳源气体，以硅烷混合气和高纯氮气分别为石墨烯量子点的生长提供硅元素修饰和氮元素修饰。相对于目前常用的石墨烯量子点制备方法，如电化学法、水热法、酸氧化法、溶液化学法以及微波超声等方法，该方法的突出优点是石墨烯量子点不是以液态和胶体态的形式存在，而是以固态膜的形式存在且制备工艺同传统半导体工艺相兼容。本发明所提出的这种氮硅双修饰石墨烯量子点固态膜的制备方法能使石墨烯量子点在太阳能电池、光电探测器以及发光二极管等半导体器件中得到很好的应用。

本发明提供了一种高透防刮伤防蓝光纳米薄膜材料以及其制备方法，该材料包括氢化非晶碳化硅薄膜层(a‑SiCx:H)、氢化非晶碳薄膜层(a‑C:H)和位于两层薄膜中间的过渡层。该材料的制备方法是利用等离子增强化学气相沉积技术，设置一定的沉积参数，首先在基板上沉积硅原子含量为20%～60%的氢化非晶碳化硅薄膜。然后通过不断的改变沉积参数，沉积硅含量逐渐变化的过渡层（硅含量变化：x→0）。最后设置一定的参数，在过渡层上沉积一层氢化非晶碳薄膜。最后经过200～300℃在真空炉中退火。经过此方法制备的纳米薄膜具有高透防刮伤和防蓝光作用，可以应用在眼镜和显示屏中。

本发明提供了一种固态荧光碳量子点的制备方法。具体步骤包括将石英片或者单晶硅片置于丙酮无水乙醇中超声清洗后用去离子水超声冲洗，氮气吹干；在200‑300℃条件下对反应室预抽真空，至压强低于10‑4Pa；以甲烷为工作气体，采用等离子体增强化学气相沉积技术在反应室内于石英片或者单晶硅片上制备嵌有碳量子点的薄膜。该方法制备的碳量子点具有工艺简单、效率高、周期短、绿色环保等特点，所生长的碳量子点具有纯度高、粒度小、荧光发光效率高等特性。本发明所制备的荧光碳量子点在医学影像、光致发光材料以及各种半导体发光器件等方面有很好的潜在应用。

本发明公开了一种三维非催化性基底负载石墨烯薄膜结构，所述结构包括非催化性基片机体，机体表面上刻蚀的三维结构，以及覆盖在整个表面的石墨烯薄膜。本发明也公开了所述三维非催化性基底负载石墨烯薄膜结构在低温环境下的制备方法。本方法操作简便，制作周期短，制作成本低，可以直接在不同材料，与具有不同表面三维结构的非催化性基片上全表面共形覆盖高质量的连续均匀的石墨烯薄膜。三维非催化性基底负载石墨烯薄膜可以作为表面的透明电极在光电器件、微机电系统(MEMS)等器件上加以应用，也可用于开发新型纳米器件。

本发明涉及碳膜制备技术领域，具体涉及一种基于低温辉光等离子体的疏水减摩自润滑碳膜及其制备方法，对材料进行抛光处理，将材料置于等离子体渗氮炉中，抽真空至10～50Pa，接通电压，电压保持在600～800V，占空比30％～80％；通入碳源气体和氢气/氩气，调节炉内温度和气压，开始制备疏水减摩自润滑的碳膜，保持稳定的温度和气压等参数一段时间，接着试样随炉冷却至室温，取出试样；这种基于低温辉光等离子体的疏水减摩自润滑碳膜及其制备方法，解决了如何在低温下采用低成本制备兼具疏水和减摩自润滑特性的碳膜的问题。