单层碳膜的制备一般包括两个步骤：物理气相沉积和化学气相沉积。

1. 物理气相沉积（PVD）是将原料通过电子束或者电弧从真空中发射出来，然后在特定的反应容器中进行反应。常用的原料有金、铂、钴、铬、铝等。当达到一定的温度时，原料就会以单原子或者小分子团的形式凝聚在特定靶上而形成单层碳膜。
2. 化学气相沉积（CVD）是将未处理过的原料如乙烷或者其他有机物在真空容器中加入加速剂并激发而得到所要形成的材料。常用加速剂有H2、CO2、NH3、CH4 以及其他有机物。当进行到一定温度时会逐步凝聚而形成单层膜。