石墨烯,一种由单层sp2杂化的碳原子构成的稳定的二维材料,由于其在电子学、光学和光电子领域的应用潜力而吸引了广泛的关注。高质量石墨烯的低成本合成是实现石墨烯广泛应用的基础和关键之所在。到目前为止,化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition,CVD)被普遍认为是低成本合成大面积高质量石墨烯的有效方法之一,其中,CVD生长的石墨烯质量和性能其中,CVD跟生长条件密切相关,如基底、碳源、温度、压力等。在本论文中,我们针对石墨烯的可控CVD生长问题,探索了不同生长条件对石墨烯的形貌、微观结构、光学性能和电学性能等方面影响,主要内容包括以下三个方面：1.采用液态环己烷为前驱体,通过低压CVD方法,在一种新型三元合金(Cu2NiZn)表面生长出了具有优异电学和光学性能的高质量单层石墨烯。拉曼光谱(Raman)、拉曼mapping、原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜(TEM)和可见光透过率光谱等表征结果表明,相对于铜和铜镍合金基底,三元合金Cu2NiZn表面合成的石墨烯具有更好的形貌均匀度、单层性和更高的光学透过率。通过微纳加工手段在不同基底生长的石墨烯上制作了背栅场效应晶体管,测试结果显示出Cu2NiZn基底合成的石墨烯具有更高的载流子迁移率。密度泛函理论模拟结果证明了三元合金作为生长基底在碳源的脱氢过程和石墨烯成核过程具有明显的优势。2.采用甲烷作为碳源,通过常压低温CVD方法在不同的基底上生长超薄类石墨烯薄膜。实验结果表明500℃生长出的碳膜是由小块的石墨烯层和无定形碳薄膜组成的,而且非常的均匀。光学和电学测试结果显示出,这种低温下生长的薄膜在400-750nm波长范围内具有超过90%透过率和良好的导电性。这种低温合成CVD法提供了一种可以直接在各种能承受500-600℃的基底上直接合成类石墨烯薄膜的有效途径。3.采用甲烷作为碳源,通过常压高温CVD方法在铜表面上合成出石墨烯单晶,并探索了不同生长温度、生长时间、气体流量比等合成条件对单晶尺寸的影响。研究结果表明,在生长成核过程中,不同的铜表面状态会得到形貌和性能各异的石墨烯单晶。