石墨烯拥有着许多独特优异的物理、化学特性,在学术界和工业界都引起了相当广泛的研究热潮,然而石墨烯高效的大规模制备方法仍然亟需研究。目前基于化学气相沉积法,使用铜箔制备石墨烯,在质量上有着无法比拟的优势。但当其应用于电子器件时,随后的转移过程中会产生大量的PMMA残留物和结构缺陷,这些因素将导致转移后的石墨烯质量远远不及最初生长出的。与此同时,石墨烯的零带隙特点也是阻碍其实际应用的一大障碍。本课题采用乙醇等液态前驱体,直接在介电基底上修复氧化石墨烯,既可以避免转移过程中带来的杂质和缺陷,又可以高效制备出层数均匀可控的石墨烯薄膜。后续还可以引入含有氮元素的乙腈、吡啶等液态碳源,对石墨烯进行掺氮,打开其带隙,给未来石墨烯的应用提供便捷。论文具体内容如下:1.探究在介电基底上铜蒸气远程辅助修复氧化石墨烯薄膜的效果。研究发现,在铜箔上修复与远程引入铜蒸气辅助修复这两种不同方式,对氧化石墨烯的结构恢复有着完全不同的影响。当远程引入铜蒸气时,铜会失去催化前驱体的能力,甚至会吸附带走氧化石墨烯表面一部分碳原子,反而降低了修复的效率,这与以往铜能够催化石墨烯生长的报道有很大不同;2.采用液态碳源乙醇作为前驱体,基于化学气相沉积法对氧化石墨烯进行修复,在介电基底上制备了连续可控的高质量石墨烯薄膜,避免了转移过程。拉曼光谱结果表明,反应温度和碳源前驱体含量是氧化石墨烯结构恢复的两个关键因素,修复产物具有较低的ID/IG 比,存在高且对称的2D峰。此外,通过研究石墨烯的修复机理和生长动力学,发现石墨烯将优先成核生长在现有的石墨烯片上,而不是介电基底上。提出了一种超快速制备方法,3 min即可在介电基底上获得方块电阻为3.23 kΩ/sq的高质量石墨烯薄膜;3.采用液态碳源乙腈作为前驱体,在介电基底上成功制备出了连续可控的优质掺氮石墨烯薄膜,打开了石墨烯的带隙,对具体的掺氮类型也实现了可调控,为未来电子器件的应用提供一种可靠的获取方式。