二维单层晶体材料石墨烯由于具有优异的电学、光学和机械性能，使得其在微器件领域内发展潜力巨大。高质量大面积石墨烯的制备是制约其应用的一个关键因素。本文阐述了在超高真空条件下，通过SiC 热解法来制备外延石墨烯，并利用原位扫描隧道显微镜来表征石墨烯的结构特征以及其生长过程。研究发现外延石墨烯的衬底层在生长过程中会经历一个有序- 无序- 有序的转化过程，而三角形硅团簇正是石墨烯的初始形核点。根据外延石墨烯和衬底层的关系，提出了判断外延石墨烯边界取向的新方法，并且发现扶手椅型是外延石墨烯主要的边界取向。同时还发现，在扶手椅型的边界下，由于入射电子和散射电子之间的干涉会在边界产生 图案，而图案的形状和散射电子的相位有关。这些研究结果对于外延石墨烯的生长机理及其的结构特征有指导意义，促进了石墨烯器件的应用。