中文摘要：

理论上，除了普通金刚石一维纳米结构的卓越性能外，直径仅为几个纳米的超细金刚石一维结构还具有某些新特性，但后者的合成，特别是可控合成因更为困难而几无所获，故一直制约着对该结构的实际性能探究和基础应用。该项目将在我们前期研究，即金刚石超细纳米棒的随机生长基础上，更进一步，即结合平衡态或近平衡态条件下的制备技术（如PVD，CVD等），采用非平衡态的离子束技术，可控合成金刚石一维超细纳米结构（棒或线）。通过对离子束（如种类、能量、束流密度等）和辅助条件的控制，达到对金刚石一维超细纳米结构的尺寸、空间排列、晶格取向等的控制，并对合成目标物进行可控改性，以获得超细纳米金刚石基一维复合结构（如理论预测的与石墨烯或碳纳米管复合而成的巴基线）。通过该项目的实施，获得离子束驱动下与金刚石超细纳米晶可控形核、（一维）生长、改性等相关的基本规律和信息。

结论摘要：

超细金刚石一维结构具有某些新奇特性，但其合成极为困难，故一直制约着对该结构的实验探究和基础应用。该项目在前期研究的基础上，采用微波等离子体化学气相沉积技术合成了直径仅为几个纳米的超细金刚石纳米棒薄膜，纳米棒在几个微米尺度（平面）内呈定向排列。通过对等离子体的调控，获得了超细纳米金刚石/石墨烯复合纳米棒（巴基棒），该结构理论上应具有超高的机械性能（金刚石的硬度，石墨烯的强度），有可能在超高性能纳米探针和炭-炭复合材料上得到应用。纯碳材料的铁磁性将在人们生活的很多方面产生很大的变化，其铁磁性研究是整个sp磁性（不同于传统的基于d电子和f电子的铁磁性）研究的一个重要方向。离子束注入后的石墨在室温下存在铁磁性，该铁磁性随退火温度升高而降低。结合多能量碳离子注入石墨在注入及退火过程中的磁性与拉曼谱的变化，发现石墨铁磁性与缺陷的结构及浓度密切相关。多能量碳离子注入石墨样品在退火过程中拉曼谱、X射线衍射谱及小角散射都在样品加热到某一温度时有较大的变化，这与样品的磁性变化一致。结合各种石墨缺陷的动力学研究结果，确定了石墨中的磁性是由石墨中的空位产生的。