石墨烯是由单层碳原子紧密堆积构成的二维蜂巢状结构，具有优异的电学、热学和力学性能，在纳米电子器件、单分子器件、储氢、光电器件等诸多领域具有广泛的应用前景。目前，能满足器件工艺要求的性能优良、层数可控的大面积石墨烯薄膜的制备仍然是阻碍其发展的关键障碍。目前石墨烯制备方法很多，如机械剥离、化学还原、化学气相沉积等，尽管这些方法能制备质量较好的石墨烯，但实际应用中，石墨烯都需要转移到绝缘衬底(SiO2、蓝宝石等)上才能进行性能测试和器件应用研究，难以与目前的半导体工艺兼容。　　本论文的目的是探索如何在绝缘衬底上制备大面积石墨烯，以GaxNi1-x-flux液相生长法和Ga辅助化学气相沉积法对石墨烯的形成机理进行了系统研究，成功在绝缘衬底上制备出石墨烯，并获得自支撑石墨烯。论文的主要内容如下:　　1)第一章简要介绍了石墨烯的结构与性质，总结了石墨烯的应用前景。并阐述了本论文的研究意义与内容。　　2)第二章简要介绍了石墨烯的传统制备方法，以及石墨烯的主要表征方法，如拉曼光谱、扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜、原子力显微镜(AFM)和透射电子显微镜(TEM)。　　3)研究了以镓作为催化剂的石墨烯生长，发展了GaxNi1-x-flux液相催化的石墨烯生长方法，在Si/SiO2衬底上利用GaxNi1-x-flux的强退润湿与蒸发作用，直接在衬底上制备了石墨烯。GaxNi1-x-flux一方面作为高温时C原子的熔剂，另一方面作为降温时合成石墨烯的催化剂。此外，利用GaxNi-x-flux液相法还能够制备出自支撑圆形石墨烯，且极易转移，不需要传统耗时繁琐的金属刻蚀过程。另外还发现所制备石墨烯的质量与无定型碳厚度以及Ga/Ni比例相关。进一步还提出了一种解释GaxNi1-x-flux液相法制备石墨烯的可能生长机制。　　4)利用Ga辅助化学气相合成(CVD)方法在Si/SiO2和蓝宝石衬上进行石墨烯制备研究。研究发现金属Ga原子能够穿过石墨烯而渗透到石墨烯下方金属Ni中，与下方金属Ni结合后降低整个金属系统的熔点，增强金属退润湿与蒸发效应。使得石墨烯下方金属不断通过退润湿和蒸发而被移除，最终导致石墨烯直接制备在绝缘衬底上。上述研究对将来直接在氮化镓上制备石墨烯具有重要指导意义。