金刚石材料具备独特的电学特性如宽禁带、高击穿场强,结合石墨烯材料优异的导电性质（如超高载流子迁移率）,可以增强金刚石表面的导电能力,有望制备出高温高频高功率的全碳电子器件。采用金属催化法获得石墨烯/金刚石复合结构不仅可以避免转移法带来的污染问题,而且金刚石与石墨烯界面间还会形成具有超导潜质的sp2-sp3杂化键。本文采用直流喷射等离子体电弧炉对表面镀镍单晶金刚石进行高温快速热处理,在金刚石表面原位转化得到石墨烯结构,主要研究了石墨烯/金刚石复合结构的表面导电性及其金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET,Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）的制备与直流特性。内容如下:采用镍催化高温快速热处理的方式实现了金刚石表面石墨烯转变,并对退火工艺进行了优化。结果表明,影响金刚石表面石墨烯转变的主要因素为热处理温度和时间,其次是镍膜厚度、升降温速率等。快速短时高真空的热处理条件是制备高质量石墨烯/金刚石复合结构的关键。通过导电原子力及X射线光电子能谱等手段研究了石墨烯/金刚石复合结构的表面导电性及其影响因素。结果表明,转变石墨烯层数与其表面导电性呈正相关,化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition,CVD）金刚石衬底表面转变获得的石墨烯/金刚石复合结构具有更高的载流子迁移率（μHall=380 cm2V-1s-1）。而造成石墨烯/金刚石复合结构表面呈N型导电的原因则是表面及界面处残余镍原子的存在。通过控制升温速率在透射电镜下进行了金刚石向石墨烯转变的机理研究,深入分析了金刚石高温下的石墨化行为。结果表明,金刚石表面石墨烯转变的机理为金属催化诱导固态转变,热处理过程中的升温速率及保温时间对金刚石表面转变形成石墨烯结构的位置影响极大。在快速升温短时热处理后,石墨烯形成于金刚石与镍的界面处,而在缓慢升温或长时间保温过程中,石墨烯将形成于催化剂镍的表面。通过比较不同金属电极与氢终端金刚石、石墨烯/金刚石的接触特性,明确了适合石墨烯/金刚石基MOSFET源漏电极的金属体系,并完成了石墨烯/金刚石基MOSFET器件的制备及直流特性研究。结果表明,Pd/Ti/Au电极与氢终端金刚石在退火前后均形成了良好的欧姆接触,同时与石墨烯/金刚石复合结构间也具有良好的欧姆接触特性,其比接触电阻率低至～10-7Ω cm2。在此基础上制备的石墨烯/金刚石基MOSFET的直流特性与石墨烯器件类似,其转移曲线表现出典型的V型曲线。