氮化铝(AlN)作为一种超宽禁带半导体材料,得益于其优异的光电性能和稳定性,十分适合制备深紫外光电子、高功率和微波射频器件,在紫外探测、5G通信、国防工业等领域有广阔的应用前景。目前,由于AlN同质衬底的缺乏,大部分AlN主要是以异质外延的方式在碳化硅(SiC)、硅(Si)等衬底上外延制备。然而,受限于晶格失配和热失配,异质外延AlN往往存在大量缺陷,影响后续制备器件的性能。石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料,自问世以来,其独特的电学,光学,力学等物理性质一直受到人们的广泛关注。范德华外延(vdWE)不需要满足所生长的材料和底层二维材料之间的晶格匹配,从而提高了晶体质量并简化了外延过程。通过在石墨烯上范德华外延生长AlN,能降低传统异质外延带来的晶格失配及热失配的影响,提升晶体质量。而且,由于AlN和衬底之间的弱的范德华相互作用,AlN将被允许从石墨烯上剥离并转移到其它异质衬底上,并留下干净的衬底以供重复使用。此外,由于外延生长环境中不可避免地存在C、O、Si等元素,导致生长过程中杂质的掺杂,对AlN开展一系列的光学性质研究,有利于全面了解掺杂过程及其行为对半导体材料结构与特性的影响,对提高外延晶体质量,改进材料生长工艺具有重要意义。因此,研究石墨烯上范德华外延生长AlN及其光学性质具有重要意义,既为高晶体质量的AlN材料的制备提供了新思路,也为未来高质量AlN器件开辟了道路。本文中采用氢化物气相外延(HVPE)在石墨烯/SiC衬底上范德华外延生长AlN纳米柱。研究了石墨烯上AlN的纳米柱生长特点、光学特性。我们利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)来研究微结构及其缺陷情况,AlN纳米柱直径为520±100nm,高度为5.2±0.2μm。所有纳米柱沿c轴方向生长,界面未观察到明显晶界、层错、位错等缺陷;能量色散X射线光谱仪(EDX)显示界面处元素分界明显,石墨烯层厚度约5 nm,AlN纳米柱非常容易从衬底上机械剥离,从而确认其是在石墨烯上成核生长。进一步系统地研究了 AlN纳米柱的光学性质。利用低温拉曼系统研究其极低应变(<0.1%)以及特征峰温度依赖性;通过光致发光谱(PL)和阴极发光谱(CL)相结合,在室温下成功激发出208 nm的深紫外本征峰以及～361 nm的紫外缺陷峰。另外,我们初步分析了AlN纳米柱中的缺陷峰与生长过程中C、O杂质之间的关系。