類金剛石薄膜通常又被人們稱為DLC薄膜，是英文詞匯Diamond Like Carbon的簡稱，它是一類性質(zhì)近似于金剛石，具有高硬度.高電阻率.良好光學(xué)性能等，同時(shí)又具有自身獨(dú)特摩擦學(xué)特性的非晶碳薄膜。碳元素因碳原子和碳原子之間的不同結(jié)合方式，從而使其最終產(chǎn)生不同的物質(zhì)：金剛石（diamond）—碳碳以 sp3鍵的形式結(jié)合；石墨（graphite）—碳碳以sp2鍵的形式結(jié)合；而如同緒論里所述類金剛石（DLC）—碳碳則是以sp3和 sp2鍵的形式結(jié)合，生成的無定形碳的一種亞穩(wěn)定形態(tài)，它沒有嚴(yán)格的定義，可以包括很寬性質(zhì)范圍的非晶碳，因此兼具了金剛石和石墨的優(yōu)良特性；所以由類金剛石而來的DLC膜同樣是一種亞穩(wěn)態(tài)長程無序的非晶材料，碳原子間的鍵合方式是共價(jià)鍵，主要包含sp2和sp3兩種雜化鍵，而在含氫的DLC膜中還存在一定數(shù)量的C-H鍵。

      由兩個(gè)相同或不相同的原子軌道沿軌道對稱軸方向相互重疊而形成的共價(jià)鍵，叫做σ鍵。σ鍵是原子軌道沿軸方向重疊而形成的，具有較大的重疊程度，因此σ鍵比較穩(wěn)定。σ鍵是能圍繞對稱軸旋轉(zhuǎn)，而不影響鍵的強(qiáng)度以及鍵跟鍵之間的角度（鍵角）。根據(jù)分子軌道理論，兩個(gè)原子軌道充分接近后，能通過原子軌道的線性組合，形成兩個(gè)分子軌道。其中，能量低于原來原子軌道的分子軌道叫成鍵軌道，能量高于原來原子軌道的分子軌道叫反鍵軌道。以核間軸為對稱軸的成鍵軌道叫σ軌道，相應(yīng)的鍵叫σ鍵。以核間軸為對稱軸的反鍵軌道叫σ*軌道，相應(yīng)的鍵叫σ*鍵。分子在基態(tài)時(shí)，構(gòu)成化學(xué)鍵的電子通常處在成鍵軌道中，而讓反鍵軌道空著。

      σ鍵是共價(jià)鍵的一種。它具有如下特點(diǎn)：

      第一點(diǎn)，σ鍵有方向性，兩個(gè)成鍵原子必須沿著對稱軸方向接近，才能達(dá)到最大重疊；

      第二點(diǎn)，成鍵電子云沿鍵軸對稱分布，兩端的原子可以沿軸自由旋轉(zhuǎn)而不改變電子云密度的分布；

      第三點(diǎn)，σ鍵是頭碰頭的重疊，與其它鍵相比，重疊程度大，鍵能大，因此，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。共價(jià)單鍵是σ鍵，共價(jià)雙鍵有一個(gè)σ鍵，π鍵，共價(jià)三鍵由一個(gè)σ鍵，兩個(gè)π鍵組成。