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石墨烯是一种二维材料，因为其原子呈六边形排列，与(0001)面的GaN或AlN结构相似，且多层石墨烯层间原子作用力弱易于撕裂，近几年一直被用作外延Ⅲ族氮化物的缓冲层研究，特别是应用在新型衬底以及转移器件的研究中。但石墨烯表面缺乏悬键，原子不宜附着成核，石墨烯薄膜上外延高质量的Ⅲ族氮化物材料存在很大的困难。石墨烯作为缓冲层生长GaN或AlN材料还有许多待研究和提升的部分。本文中主要研究石墨烯在蓝宝石衬底、石英玻璃衬底、Si衬底上做缓冲层外延Ⅲ族氮化物材料。主要研究及成果如下: 1、在蓝宝石衬底采用直接生长的石墨烯作为缓冲层外延生长AlN薄膜。石墨烯是采用无金属催化的常压化学气相沉积法(APCVD)直接在蓝宝石衬底上制备。直接生长的方法工艺简单，制备的石墨烯薄膜表面平整，粗糙度小。且直接生长的方式简化了转移石墨烯的繁杂工艺，避免了由于转移引入的裂纹和褶皱。通过降低Ⅴ/Ⅲ比，促进横向生长，在蓝宝石石墨烯薄膜上生长出表面光滑平整，晶体质量较高的一步高温AlN薄膜。 AlN(0002)和(10-12)峰半高宽分别为360 arcsec、622.2arcsec，估算螺位错密度和刃位错密度分别为2.8×108cm-2和3.8×109 cm-2。两步法生长的AlN薄膜质量与传统蓝宝石上两步法生长的AlN薄膜质量相近。 2、采用转移方法在蓝宝石衬底上制备不同厚度的石墨烯薄膜进行AlN生长。单层石墨烯转移容易出现较大的裂纹，使石墨烯薄膜不均匀，衬底覆盖度降低。6-8层石墨烯转移过程不易出现裂纹，但是出现大量褶皱。褶皱使石墨烯表面粗糙度大大增加，不利于材料生长。3-5层石墨烯的转移裂纹与褶皱都较少，对材料生长中晶粒合并的促进作用最明显。转移石墨烯生长材料与直接生长的石墨烯作为缓冲层对AlN薄膜的形貌有相似的改善作用，能促进晶粒合并，制备出表面平整的AlN薄膜。 3、在石英玻璃衬底上和Si衬底上采用石墨烯缓冲层外延GaN和AlN材料。石英玻璃衬底为非晶态，直接生长单晶薄膜材料较为困难，目前采用石墨烯辅助生长的AlN均为多晶态，晶格取向混乱。需进一步提升石墨烯的厚度以及高厚度下石墨烯的晶体质量，特别是表面粗糙度。Si衬底上包括Si(100)和Si(111)衬底采用石墨烯与低温高温AlN两种缓冲层，生长的GaN表面呈毛绒状粗糙表面，通过调节石墨烯与AlN缓冲层的位置有一定程度的改善。但是并没有获得统一晶格取向的GaN薄膜。从转移石墨烯的粗糙度的影响考虑，可通过降低AlN缓冲层的厚度做进一步研究。