钻石、铅笔芯和石墨烯都是由相同的构件构成的:碳原子(C)。然而，是这些原子之间的键的结构造成了所有的区别。在钻石中，碳原子在各个方向上紧密结合，形成了一种极其坚硬的材料，具有非凡的电学、热学、光学和化学性质。在铅笔芯中，碳原子被排列成一堆薄片，而每一层薄片就是石墨烯。强碳碳键(C-C)构成了石墨烯，但薄层之间的弱键很容易断裂，这在一定程度上解释了为什么铅笔芯很软。在石墨烯层之间建立层间键合形成一种2D材料，类似于金刚石薄膜，被称为金刚石，具有许多优越的特性。

以前将双层或多层石墨烯转化为金刚石的尝试依赖于氢原子的添加或高压。前者的化学结构和键的构型难以控制和表征。在后者中，压力的释放使样品恢复到石墨烯。天然钻石也是在地球深处的高温高压下锻造的。然而，IBS-CMCM的科学家们尝试了一种不同的获胜方法。

该团队设计了一种新策略，通过将双层石墨烯暴露于氟(F)而不是氢来促进金刚石的形成。他们使用二氟化氙(XeF2)的蒸汽作为F的来源，并且不需要高压。结果是一种超薄的类金刚石材料，即氟化金刚石单层:F-金刚石，层间键和F在外面。

获取更详细的描述;在单晶金属(CuNi(111)合金)箔上氟化大面积双层石墨烯，通过化学气相沉积(CVD)在其上生长所需类型的双层石墨烯，实现了F-diamane的合成。

方便地，C-F键可以很容易地表征和区分C-C键。研究小组在氟化12小时、6小时和2-3小时后分析了样本。基于广泛的光谱研究和透射电子显微镜，研究人员能够明确地表明，在某些定义明确且可重复的条件下，在双层石墨烯上添加氟会导致F-diamane的形成。例如，两个石墨烯片之间的层间空间为3.34埃，但当层间键形成时，其空间减小到1.93-2.18埃，这也是理论研究预测的。

“这种简单的氟化方法在接近室温和低压下工作，不使用等离子体或任何气体激活机制，因此减少了产生缺陷的可能性，”第一作者和共同通讯作者Pavel V. Bakharev指出。

此外，f -金刚石膜可以自由悬浮。第一作者之一黄明说:“我们发现，通过将f -金刚石从CuNi(111)衬底转移到透射电子显微镜网格上，然后进行另一轮轻度氟化，我们可以获得独立的单层金刚石。”

CMCM主任、Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST)教授Rodney S. Ruoff指出，这项工作可能会引发全世界对金刚石的兴趣，金刚石是最薄的类金刚石薄膜，其电子和机械性能可以通过使用纳米图案和/或取代反应技术改变表面末端来调节。他进一步指出，这种金刚石薄膜也可能最终为制造非常大面积的单晶金刚石薄膜提供途径。