石墨烯具有诸多优异的性能,比如高透光率、高柔韧性、高电子迁移率和高导热性等,在发光显示、太阳能电池和晶体管等领域都有着非常广泛的应用。但是石墨烯的图案化比较困难。此外,在制备晶体管时,由于石墨烯缺少悬挂键,不利于原子层沉积技术制备栅介质层(氧化铝)。本论文的工作针对石墨烯的这两个问题开展研究,主要成果如下:(1)研究了不同能量密度(26.88 mJ/cm2-81.35mJ/cm2)的532 nm的纳秒激光对石墨烯进行刻蚀,实现图案化的可能性。实验结果表明,当激光能量密度为41.73mJ/cm2-65.43 mJ/cm2时,可完全把石墨烯刻蚀掉而又不损伤衬底。但实际完成的图案边界模糊,不够理想。(2)为提高石墨烯的质量,采用化学气相沉积法(CVD),利用甲烷在铜箔表面高温分解制备了石墨烯。同时,为提高图案化的质量,我们又尝试了皮秒激光,研究了不同激光能量密度(0.5 J/cm2-1.0 J/cm2)和激光扫描速度(100cm/s-300 cm/s)刻蚀石墨烯的效果,优化后的刻蚀条件为,激光的能量密度0.8 J/cm2,扫描速度100cm/s,刻蚀后的图案边界清晰,图案化质量明显提高。(3)采用低能量密度皮秒激光对石墨烯进行处理后,其表面生长氧化铝薄膜的质量明显提高。经过对不同激光密度处理后石墨烯表面生长氧化铝的测试分析发现,皮秒激光的能量密度为0.5 J/cm2时氧化铝薄膜质量最优。然后经拉曼光谱仪和X射线光电子能谱对改性后的石墨烯进行了机理研究。