石墨烯是由碳六元环组成的两维周期蜂窝状点阵结构的新型碳纳米材料,其电子具有亚微米尺度的弹道传输特性,常温下具有极快的电子传输速率,其优异的力、热、光、电和磁特性使得它在纳米光电子器件方面具有巨大的应用前景。目前,常见制备石墨烯的方法有胶带剥离法、化学剥离法、碳化硅(SiC)晶体外延生长法、氧化-还原法和化学气相沉积(CVD)法,其中CVD法可满足规模化制备高质量、大面积石墨烯的要求,使石墨烯用于制造特殊高性能纳米器件成为了可能；因此,石墨烯的化学气相沉积法制备及其研究有利于把石墨烯的实验室研究转化为产业化应用,具有广阔的应用前景和巨大的商业价值。但现阶段较高的成本、复杂的工艺以及精确的控制加工条件制约了化学气相沉积法制备石墨烯的发展,因此降低制备成本,优化制备工艺成了化学气相沉积法制备高质量、大面积石墨烯用于工业生产应用的关键,本文就针对上述问题进行了深入的研究。首先,通过逐个改变制备石墨烯时的反应温度、甲烷通量和氢气通量,分别探究反应温度、甲烷通量和氢气通量对制备出的石墨烯质量的影响。通过比较不同温度、甲烷通量,氢气通量制备的石墨烯的质量,得到了在常压下制备大面积高质量石墨烯的最佳实验参量。这部分研究对在常压下CVD法规模化制备高质量、大面积石墨烯提供了成本较低的简便有效的途径。其次,改变降温时间制备不同的石墨烯样品,通过比较不同的石墨烯样品的拉曼光谱,探究化学气相沉积法制备石墨烯的生长机制；实验发现随着降温时间的逐渐减少,制备的石墨烯的褶皱在减少,且分布逐渐均匀,平整；最终发现用CVD法以镍片为催化金属基底制备的石墨烯的生长机制是渗碳析碳机制。再次,本文用之前在常压下得到的制备大面积高质量石墨烯的最佳实验参量制备大面积石墨烯,并用原子力显微镜,拉曼光谱,扫描电子显微镜对在常压下制备出的石墨烯进行了表征；同时利用在生长有石墨烯的基底表面旋涂PMMA的方法,将石墨烯转移到目标基底上。最后,把在常压下CVD法制备出的石墨烯和胶带剥离法制备的石墨烯进行了简单的对比,发现CVD法适于制备大面积石墨烯,但CVD法制备出的石墨烯具有缺陷,并没有胶带剥离法制备的石墨烯那么完美；CVD法制备出的石墨烯的拉曼光谱的2D峰峰宽比胶带剥离法制备的石墨烯较宽,并对这些现象的原因进行了解释。