图1 碳质材料结构
碳元素位于化学元素周期表第六位，根据原子轨道杂化的理论，碳原子外壳层电子会分为三种不同的能态，即sp1(直线型)、sp2(正三角或层片型)、sp3(正四面体)三种杂化形式如图2所示。
图2 碳原子的sp3、sp2和 sp1杂化结构
类金刚石碳（Diamond like Carbon，简称DLC）是一种亚稳态的非晶态材料，其机械、电学、光学和摩擦学特性类似于金刚石，导热性是铜的2～3倍，且透明度高、化学稳定性好。具有极高的硬度、良好的抗磨损、优异的化学惰性、低介电常数、宽的光学带隙以及良好的生物相容性等特性。
事实上目前对DLC薄膜尚无明确的定义和统一的概念，以其宏观性质而论，国际上广为接受的标准为硬度达到天然金刚石硬度20%的绝缘无定形碳膜就称为DLC薄膜。在光学、电学、材料、机械、医学和航空航天等领域引起了科研工作者的广泛关注。
根据2005年德国工程师学会发布的“碳涂层”标准，DLC薄膜主要分为以下七类：
（1）a-C：非晶碳
（2）ta-C：四面体非晶碳
（3）a-C:Me（Me=W /Ti/Mo/Al等金属）：金属掺杂非晶碳
（4）a-C:H：含氢非晶碳
（5）ta-C:H：四面体形含氢非晶碳
（6）a-C:H:Me（Me=W /Ti/Mo/Al等金属）：金属掺杂含氢非晶碳
（7）a-C:H:X（X=Si/O/N/F/B等）：改性含氢非晶碳
