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石墨烯具有非同寻常的导电性、极高的强度和极好的透光性，所以其在微电子、量子物理、材料、化学等领域有很好的应用前景。材料的制备是研究其性能和探索其应用的前提和基础。为了更好的实现石墨烯材料可控合成，我们从计算机模拟的角度出发，利用紧束缚密度泛函方法(DFTB)[1]并结合分子动力学模拟研究了化学气相沉积法(CVD)制备石墨烯的生长机理，实现了石墨烯生长的“实时”监控。我们讨论了模板的影响[2]、对比了不同的金属催化剂(Fe/Ni)[3]，不同形态Ni 碳化物(NiC/Ni2C/Ni3C)[4]对石墨烯生长形貌的影响，阐述了阶梯自组装[5]等微观反应机理。同时我们也研究了石墨烯氢化的动力学过程，发现了最稳定的C4H结构[6]，与实验结果吻合，讨论了同位素效应(H/D)[7]对石墨烯氢化的影响。