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作为第一个被发现的单原子层材料,石墨烯在科研领域引起了人们研究二维材料的热潮。化学气相淀积法石墨烯的生长可控和机理研究是本人在硕士研究生阶段的课题内容。在我们现有的实验基础上,本人对石墨烯生长中生长条件、环境、衬底预处理和生长处理等方面做了比较系统的观察、对比、处理、表征和分析,得到了衬底预处理的较佳工艺方法,石墨烯单晶形状可控生长方法,石墨烯单晶和衬底之间关系和绝缘衬底上制备石墨烯的方法。 本文首先对石墨烯目前的研究进展做了简单的综述,主要介绍了石墨烯的性质、制备方法、应用和发展,重点介绍了化学气相淀积法生长石墨烯的研究进展,化学气相淀积法中衬底使用的选择等与本文相关内容研究进展;然后本文对化学气相淀积法中铜衬底的预处理方法做了详细的对比和研究,通过比较不同预处理方法对衬底表面和石墨烯单晶成核的影响,得到了比较适合生长石墨烯的铜预处理方法;随后本文研究了石墨烯单晶的形状和生长源气氛、温度和衬底之间的关系,达到了生长石墨烯单晶形状可控的目的;本文还对铜的条纹状起伏状的晶面对石墨烯单晶形状的影响做了详细的表征和分析,观察到铜(111)晶面生长的被拉长的单晶,并不是传统的六角形单晶形状,这个现象揭示了石墨烯和铜晶面之间有较强相互作用的结论;文章还对石墨烯单晶的形状和取向与铜的亚晶面在升温降温过程前后之间的关系进行了大量实验的统计整理,得到了石墨烯单晶取向和铜晶面取向的直接关系的结论,希望有后续的理论计算可以做出支持;最后文章描述了绝缘衬底上制备石墨烯的实验设计和结果测试,得到了一种在绝缘衬底上直接制备石墨烯的方法,希望可以通过绝缘衬底上直接制备石墨烯,摆脱传统转移方法中石墨烯因引入杂质而导致的电学性质的降低,希望这一新的方法可以得到优化和应用,为绝缘衬底上的石墨烯生长做出一定的贡献。