针对当前氢终结金刚石表面导电沟道存在表面性质不稳定、导电沟道迁移率低以及器件耐压不足等问题，依照项目设定的研究目标系统开展了氢终结金刚石表面 P 型导电沟道形成的实验研究、氢终结金刚石的能带结构图谱绘制、氢终结金刚石表面钝化及相关器件研制等研究内容，最终揭示了氢终结金刚石表面载流子输运沟道形成的内在驱动力，建立了金刚石表面缺陷相关的载流子散射模型，确立了合适的钝化层体系。研究表明氢终结金刚石表面导电沟道源于氢终结金刚石表面负的电子亲和势与大气电化学环境共同作用的界面电荷转移机制，二者是氢终结金刚石表面导电的充分必要条件。氢终结金刚石表面导电沟道中载流子迁移率与表面粗糙度的平方成反比关系,同时受金刚石体表杂质散射影响。通过对氢终结金刚石表面粗糙度的修复与外延层的净化，能够显著提高表面导电沟道的载流子迁移率。原子层沉积的Al2O3膜对于氢终结金刚石表面钝化效果良好，界面的缺陷密度在1011-1012cm-2eV-1量级，同时可以在200℃以上仍然稳定。基于Al2O3钝化的氢终结金刚石电子器件显示出良好的耐压特性。钝化层的选择不仅需要其本身的能带结构与氢终结金刚石能够匹配，而且还需要在实际制备过程中尽可能少的引入界面缺陷，从而实现导电沟道的稳定与性能提高。本项目的实施将为氢终结金刚石表面钝化层的筛选与优化、金刚石基电子器件研究打下基础。