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为了制备一种新型的氮掺杂金刚石薄膜，减少金刚石薄膜中非晶碳、石墨相的含量，提高薄膜中sp3相质量，提高金刚石晶体结晶度。我们采用理论计算研究和MPCVD实验制备的方式，对氮掺杂金刚石薄膜进行了深入的研究。综合分析了关于氮掺杂金刚石薄膜的已有研究，我们分别从理论计算和实验制备两方面讨论N原子对金刚石薄膜生长的影响。 根据研究总结，我们发现在不同N/C比例浓度下，N原子的掺杂对金刚石薄膜的形貌、结构和质量具有明显的影响。通过分析不同N/C比例引起的薄膜形貌的变化，结合沉积纯金刚石薄膜的经验，本文将着重研究N掺杂金刚石薄膜在N/C比例为0-1%时，对金刚石薄膜表面形貌、结构和成分的影响。不同掺杂浓度的样片通过扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、X射线衍射仪（XRD）、拉曼光谱仪（Raman）和X射线光电子能谱分析仪（XPS）进行表面形貌、微观结构和薄膜的质量的表征。在N/C比率为0.4％至1％时，N原子的掺杂导致I（220）/I（111）的比例从17.4％提高到35.4％，这说明N原子的掺杂有利于金刚石（110）相的生长。在N/C比率为0.4％时，N原子的掺杂使得sp3/sp2的比例从8.5降至5.5，此时表面呈纳米晶构成的菜花状结构。然而，当N/C的比例从0.6％增加到1％时，sp3/sp2比例从5.5增加到9.0，这说明在这个比例范围内的N原子有利于金刚石sp3相的生长。值得注意的是，当N/C比例为1％时，N掺杂金刚石薄膜的sp3相含量超过了未掺杂的金刚石薄膜的sp3相含量。 本文采用基于密度泛函理论的第一性原理进行研究，结合了关于N原子替位掺杂的理论研究，计算分析了N原子在氢终止以及具有活性位的氢终止金刚石（001）表面的吸附和迁移行为。根据Charge、Bader和DOS等计算，我们详细分析了N原子在氢终止表面吸附后对表面C-H键的影响。在全氢的氢终止金刚石表面上，N原子在P1位的吸附能最大，为3.474eV。N原子可同时与表面的两个C原子键合，并使C原子间的二聚体键断开。当N原子稳定吸附后，N原子的电荷量为5.588，磁矩为0.496uB。这说明N原子的2p轨道仍具有不成对电子，这将为CH自由基的吸附提供机会。然而，由于N原子的电负性较大，吸附后将导致附近的二聚体上C-H键的电荷密度增加，这将不利于H原子的萃取行为。在具有一个活性位的氢终止金刚石表面上，N原子在P1位可以稳定吸附，并且N原子会萃取附近的H原子。N原子在P1位的吸附能最大，达到4.849eV。当N原子吸附在1ORS的氢终止表面的P1位后，由于萃取H原子，N原子2p轨道呈饱和态，此时N原子不具有活性。但是，在N原子周围，六个高对称位的C原子迁移激活能很小，这将有利于C原子的迁移。