人工合成的类金刚石薄膜与金刚石的性质十分接近，并且制备简单，在近年来日益成为研究的热点领域。类金刚石薄膜在合成过程中不可避免地会引入各种杂质元素，这些杂质的存在会影响薄膜的性质。分析这些杂质元素，可以帮助改善类金刚石薄膜的制备工艺，研究杂质对类金刚石薄膜性质的影响。　　本论文利用北京大学2×1.7MV串列静电加速器终端产生的MeV能量束流对类金刚石薄膜进行重元素杂质分析。卢瑟福背散射分析是测定薄膜或镀层成分和厚度的成熟手段，但在分析含多种微量元素成分的厚样品时，精确测定样品中多种元素的分布是比较困难的。针对背散射方法鉴别元素种类时遇到的困难，使用AU+离子束流进行高分辨能力的二次离子质谱方法可以提供可靠的元素鉴别依据。结合使用这两种方法，实验分析了厚金刚石样品中重元素杂质的成分和深度分布。　　氢是类金刚石薄膜中广泛存在的杂质，对氢分布的分析通常需要单独进行。用质子弹性散射测量薄膜中的氢分布有很好的灵敏度和深度分辨能力，并且该方法对样品造成的辐照损伤很小。使用MeV能量的质子束流，可以分析厚度在微米以下量级的类金刚石薄膜。通过蒙特卡洛模拟程序，可以模拟质子束流对不同厚度的薄膜进行氢分布分析得到的能谱，分析不同实验参数下分析的深度分辨能力。　　在以往的实验中，更换分析样品需要耗费大量时间，并且每次实验过程的参数可能会有所不同。使用新设计的多功能靶样品和探测器支架，样品的更换可以在靶室外遥控进行。通过背散射实验和二次离子质谱实验分析类金刚石样品中的重元素杂质，并计划通过质子弹性散射实验分析类金刚石薄膜中的氢元素杂质，可以实现对样品中杂质的全面分析。