随着半导体产业的飞速发展，传统的硅基材料被高迁移率沟道材料以及新的器件结构所取代已经成为必然趋势。而对于高迁移率材料体系而言，锗、Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体以及石墨烯等二维材料均被视为最有潜力的材料。对微电子产业界来说，从传统的半导体体系阶跃到全新材料与结构无论从经济效益还是从工艺条件方面都难以被接受。因此最有可能的途径便是从传统体系逐渐过渡到新的体系。准二维的石墨烯作为世界上最薄、最坚硬、电子迁移率最高的纳米材料有望在现代电子科技领域引发一轮革命。而锗不仅与现有的半导体工艺相兼容而且同时具有高的电子与空穴迁移率，被认为是微电子发展到10nm技术节点替代硅的最理想选择。将两者相结合开展研究有望架起通向微电子新时代的桥梁。　　本文立足于锗基石墨烯材料，实现石墨烯氟化并作为界面调制层应用于锗基微电子器件中;同时，研究氟化石墨烯的表面摩擦力行为;此外，实现了锗基石墨烯纳米气泡结构的可控制备。研究工作对于深入理解锗基石墨烯材料体系具有重要的参考价值，主要取得如下研究成果:　　1、锗基石墨烯氟化以及氟化石墨烯在锗基MOS器件中的应用。基于本课题组在锗基石墨烯CVD生长所取得的成果，将石墨烯进行氟化并成功应用于锗基MOS器件界面钝化层中。发现氟化石墨烯的引入不仅能够有效降低MOS器件的界面缺陷密度，很好的阻止界面扩散及不稳定锗基氧化层的产生，还能在保持介质层介电常数，降低等效氧化层厚度以及抑制栅极漏电流方面起到良好的调制作用，该技术有望为锗材料在12nm节点以后引入到MOS器件中提供有效的解决方案。　　2、石墨烯与锗(Ⅲ)面之间的莫尔条纹结构与性质。第三章中我们针对锗(Ⅲ)面上生长的石墨烯进行研究，发现该晶面上生长的石墨烯为多晶结构，且由于石墨烯与衬底之间均为六方结构，并存在晶格常数差。因此再锗(Ⅲ)面与石墨烯之间发现了莫尔条纹结构。该结构是由于石墨烯中部分碳原子周期性的与衬底锗原子之间产生电子交换形成强于普通范德瓦尔斯力的相互作用，所引起的石墨烯周期性起伏。这种周期型结构能够在一定程度上影响石墨烯表面电子态的分布，从而影响原子或者电子在石墨烯上的行为。　　3、锗基石墨烯的表面摩擦力学研究以及莫尔条纹结构对摩擦力的调制作用。第四章中我们研究了锗基石墨烯的摩擦力学性质，发现表面摩擦力测试是一种区分石墨烯与其它材料的有效方式。发现石墨烯经过氟化以后表面摩擦力会显著增大。然而有莫尔条纹结构存在的区域却能够如氟化前保持超低的表面摩擦力性质。通过原子尺度的分析对该现象给出了合理的解释。这些发现与结果对石墨烯及其衍生物应用于微机电器件以及表面涂层材料领域具有非常重要的意义。　　4、石墨烯纳米气泡的可控制备与性质研究。基于锗基石墨烯的特点实现了可控石墨烯气泡的制备。石墨烯气泡结构由于其中的石墨烯具有很强的应力，电子受应力影响会产生朗道能级分裂相当于对石墨烯施加了很强的磁场，被称为赝磁场。这些特殊性质开启了研究石墨烯新的物理性质通道，同时也能够拓展石墨烯在光电器件以及探测器领域的应用。实验中对石墨烯气泡的多方面性质进行了研究，为后续更为全面的研究奠定了基础。