1、隨著納米工程技術的發(fā)展，通過控制原子鍵合實現(xiàn)特定納米結構與形貌的表面制造成為研究熱點。在電子回旋共振（ECR）等離子體中，電子的運動軌跡精確可控，為電子照射下納米表面結構與形貌的精確控制提供了可能，然而目前這方面研究仍未開展。另一方面，石墨烯納米表面在納米機械系統(tǒng)制造中展現(xiàn)出巨大的潛力，然而現(xiàn)有制造方法仍不能實現(xiàn)大規(guī)模高效率的三維石墨烯結構制造。針對上述科學技術問題，本文開展了“ECR低能電子照射碳納米表面制造原理與特性研究”，為 EC

2、R等離子體納米表面制造提供了原理創(chuàng)新，為新型碳納米表面制造提供了理論與實驗基礎，具有重要的科學意義與應用價值。
　　針對ECR等離子體電子照射實現(xiàn)原理，首先采用封閉式磁鏡場設計實現(xiàn)了對ECR等離子體中電子的約束。之后利用自行設計的改進型朗繆爾探針診斷分析了基片附近實際等離子體狀態(tài)隨微波功率、工作氣壓等參數(shù)的變化規(guī)律，確定了實現(xiàn)電子照射的優(yōu)化參數(shù)。進一步揭示了基片偏壓對等離子體懸浮電位的影響機理，提出了基片偏壓控制下的單電子運動規(guī)律

3、與電子照射實現(xiàn)原理。首次提出了ECR等離子體電子照射判定依據(jù)以及照射能量控制方法。
　　利用低能電子照射對生長中的碳納米表面進行照射，獲得了石墨烯嵌層納米結構，通過拉曼光譜表征發(fā)現(xiàn)其電子結構與雙層石墨烯相同。研究了電子照射能量對碳納米表面結構的影響，發(fā)現(xiàn)石墨烯嵌層結構形成的臨界照射能量為40 eV。在此基礎上提出了低能電子照射下以非彈性散射作用方式為主的碳原子誘導鍵合模型。利用電子照射對已經(jīng)形成的非晶碳納米表面進行照射，發(fā)現(xiàn)了表層

4、石墨化結構轉(zhuǎn)變，其深度大約為4 nm，探討了電子照射能量與穿透深度的關系。最終建立了電子照射碳納米表面結構控制規(guī)律。進一步研究了不同碳納米表面形貌與其結構的對應關系，以及表面粗糙度隨電子照射方式和照射能量的變化規(guī)律。最終提出了低能電子照射以及電子/離子混合照射下納米表面形貌的控制規(guī)律。
　　針對低能電子照射碳納米表面的特性，首先研究了其表面電阻與順磁特性隨結構的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)石墨烯嵌層納米表面具有較低的表面電阻，飽和磁化強度可以達

5、到0.265 e mu/g，高于其它已有報道的碳納米結構。從電子結構角度解釋了石墨烯嵌層結構電學和磁學特性產(chǎn)生機理，提出碳納米表面電阻主要由表層結構決定，其飽和磁化強度隨碳納米表面中石墨烯納米晶的數(shù)量而增加。進一步研究了石墨烯嵌層納米表面的摩擦學特性，發(fā)現(xiàn)其在0.25 N低載荷下磨損壽命達到十萬圈。研究了碳納米表面粗糙度對摩擦過程中微振動的影響。提出了石墨烯嵌層納米表面較快進入低摩擦狀態(tài)的機理是與穩(wěn)定低摩擦階段具有相同的納米結構。利用電