石墨烯作为固体润滑剂在微/纳米机电系统中具有巨大的应用潜力。本文首先通过接触式光刻法与湿法刻蚀在Si O2/Si基底上制备出直径为3μm的圆孔,将石墨烯覆盖于孔上,形成无基底的悬浮石墨烯结构。测量与比较悬浮与支撑石墨烯的摩擦与力学性能后,得出如下结果:（1）将石墨烯悬浮可以起到减少摩擦力的效果。通过计算得到原子力显微镜针尖与悬浮石墨烯的接触面积更大。由于石墨烯在刚性基底上受到几何约束,针尖摩擦过程会在针尖的前方累积褶皱,而悬浮状态则可以将褶皱拉伸。在支撑石墨烯上出现的摩擦增强效应在悬浮石墨烯上也不再出现。此外,对比了4组不同厚度的样品两种状态下的摩擦力大小,发现越厚的样品差异越小。（2）预磨损针尖在石墨烯表面的粘附力和摩擦力比新针尖显著增大,但悬浮对预磨损针尖摩擦力的影响减弱。通过范德华力与毛细作用力计算发现针尖半径的增大会导致针尖与石墨烯表面的范德华力和毛细作用力增大从而使粘附力明显增加,而粘附力的增大直接造成摩擦力的增大。对比不同尺度探针的实验结果后,总结出了石墨烯摩擦力的来源。（3）基于原子力显微镜的纳米压痕法研究石墨烯的力学性能。研究推导了悬浮圆形薄膜受点载荷时法向形变与载荷的关系式。通过Single-Force模块测量得到悬浮石墨烯薄膜的法向力-位移曲线,结合理论模型与实验结果得到石墨烯薄膜的杨氏模量。进一步进行压痕实验将石墨烯压断即可得到最大断裂应力并计算得到断裂强度。