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2010年，发现石墨烯的两位科学家获得诺贝尔物理学奖点燃了科技界研究石墨烯的热情。石墨烯是具有六角形蜂窝状晶格结构的二维晶体材料，有着独特而优异的物理化学性质，尤其是光电性能。 2014年，发明高效蓝光二极管的三位日裔获得诺贝尔物理学奖标志着商用氮化镓(Gallium Nitride，GaN)基发光二极管(Light-emitting Diode，LED)技术已经发展成熟。LED由于其效率高、体积小、绿色环保等优良性能而被广泛应用，正逐步成为照明的主流光源。然而作为透明电极的材料氧化铟锡(Indium Tin Oxid,ITO)存在着材料短缺及器件性能差等方面的劣势。 本论文利用CVD法在GaN基LED上直接沉积石墨烯透明电极，取代传统ITO透明电极，实现了石墨烯新型电极的材料制备，与机械转移法制备的石墨烯透明电极相比，在电学特性和机械特性上有着明显的优势。研究工作和创新点如下: (1)利用CVD法分别在铜箔和GaN上直接沉积石墨烯，对于石墨烯在铜箔上的生长方式进行了分析，并在实验上给出了生长过程的论证;对两种不同气源生长石墨烯分别进行了优化，实现了不同生长温度以及生长压力下的铜箔石墨烯生长，证实甲烷和乙炔生长石墨烯的理想温度分别是1030℃和830℃;低压条件下实现了单层石墨烯的可控生长，单层石墨烯的尺寸在30μm左右。 (2)对石墨烯与金属接触以及与半导体材料GaN的接触特性进行理论分析，分别给出了石墨烯与GaN欧姆接触的理论值，拟合值以及测量值，理论和实验具有比较好的吻合;分析了接触改善的机制，实验和理论分析得出多层石墨烯的层数为5-6层最有利于改善接触;分析转移石墨烯与GaN接触的缺点，提出了直接生长的外在因素。 (3)利用铜催化的方式降低甲烷气源裂解能，降低生长石墨烯的温度，减少GaN表面的分解;使用乙炔作为碳源直接在氮化镓基LED上生长了石墨烯，石墨烯的拉曼光谱表明，石墨烯薄膜的层数是4-5层的厚度;与此同时，我们对温度对石墨烯薄膜的生长的影响进行了系统研究表明，830℃是最佳生长温度;PL光谱结果显示，在氮化镓基LED上生长石墨烯可以提高氮化镓外延片的光致发光强度至1.1-1.45倍。实现了在氮化镓基LED上高质量的石墨烯直接生长。 通过对上述石墨烯与GaN接触的表征以及在GaN基LED上采用两种不同气源生长石墨烯的工作，实现了石墨烯在GaN基LED上直接生长方式的材料制备。未来石墨烯在半导体器件上的应用会更加深入和广泛，一旦在器件工艺以及可靠性等方面得到证实，石墨烯在GaN上的应用会很快从理论研究走向工业化实际应用。