氮化镓(GaN)作为一种宽禁带半导体材料,因其优异的光电性能和稳定性,十分适合制备光电子器件和微波射频器件,在照明显示、5G通信、无人驾驶、国防工业等领域有广阔的应用前景。目前,实现高质量GaN材料的低成本制备是推动GaN材料器件发展的关键。由于GaN同质衬底的缺乏,大部分GaN基器件主要是以异质外延的方式在蓝宝石、碳化硅(SiC)、硅(Si)等衬底上制备。然而,异质外延带来的衬底与外延层之间晶格失配和热失配会显著降低GaN晶体质量,不利于后续器件的制备。石墨烯是一种二维层状材料,其独特的物理性质一直受到人们的广泛关注。通过在石墨烯上生长GaN薄膜,不仅能消除晶格失配的影响,提升薄膜的晶体质量,还能允许薄膜从石墨烯上剥离并容易转移到其它衬底。因此,研究石墨烯上GaN的生长具有重要意义,既为GaN材料的制备提供了新方向,也为未来发展可折叠和可穿戴的GaN薄膜器件开辟了道路。本文中首先采用原子层沉积(ALD)在石墨烯上生长ZnO,研究了 SiC外延石墨烯上ZnO的生长特点,并利用其作为缓冲层,初步进行了 GaN的外延生长。后改用两步生长法,在石墨烯/SiC复合衬底上制备了可转移的GaN单晶薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、X射线衍射(XRD)等表征手段分析了薄膜的形貌特征以及晶体质量。并且,进一步制备GaN基柔性紫外探测的初步原型器件,探索其紫外光电响应特性。针对石墨烯上生长的GaN薄膜,我们利用透射电子显微镜(TEM)和EBSD来研究其微观结构缺陷,包括晶界、层错和位错等,为探索石墨烯上制备高质量GaN薄膜打下基础。还利用双光子光致发光的手段初步研究了 GaN中位错情况。