石墨烯是21世纪研究最广的材料之一,由于其卓越的综合性能,制备和应用日益受到关注。铜基化学气相沉积法是目前制备石墨烯最普及的方式之一,但要制备符合相应品质的石墨烯仍然较为困难。与此同时,尽管石墨烯性能优异,并被广泛应用于研究,但其在实际应用领域一直受到限制。本文从石墨烯的生长和制备出发,研究了少层石墨烯在铜箔防腐领域的作用,并将石墨烯作为OLED器件的阳极进行器件制备和性能测试。本文在石墨烯生长控制方面,系统开展了以下研究:1.氢气流量对于石墨烯生长的影响:发现随氢气流量增加,石墨烯的生长速度先增大后减小。在不改变其他条件的情况下,优化氢气流量可以加快石墨烯生长速度。2.生长温度和时间对石墨烯生长影响:发现随着温度的升高,石墨烯生长速度明显加快;当铜箔表面未完全被石墨烯覆盖时,石墨烯覆盖率随着生长时间的延长而增加,当铜箔表面被完全覆盖后,石墨烯的生长状况几乎没有改变,符合自限性生长模式。3.铜蒸汽浓度对石墨烯生长影响:实验计算了不同载气量和系统总压对铜蒸汽分压及浓度的影响。随着铜蒸汽浓度增加,石墨烯生长速度加快、形核密度增加。4.综合不同条件对石墨烯合成的影响,优化生长条件,生长出尺寸为1.5 mm的单层石墨烯（SLG）单晶,也成功制备出50-70μm规则六边形单晶和洋葱型同心石墨烯纳米片、尺寸～200μm不同层数的少层石墨烯（FLG）。在少层石墨烯对铜箔防腐应用方面,发现覆盖FLG的铜箔暴露在空气中长达六年也不会发生氧化。1.首先在铜箔表面生长的FLG经过六年,通过光学显微镜、扫描电子显微镜发现FLG没有裂痕产生,拉曼光谱没有缺陷峰,其下铜箔台阶清晰可见;而单层石墨烯六年后已出现破损,拉曼光谱缺陷峰明显,其下铜箔衬底铜箔颜色变深、台阶消失。2.进一步通过扫描开尔文探针显微镜测量刚生长、放置六年的FLG/铜箔系统（FLG/Cu）和单层石墨烯/铜箔系统（SLG/Cu）表面势差异:发现刚生长的SLG/Cu和FLG/Cu系统中石墨烯和铜箔表面势有明显差异,而在空气中放置六年的SLG/Cu系统中SLG和Cu表面势差异几乎消失,仅在SLG边界有电偶腐蚀所致表面势低值;放置六年的FLG/Cu系统各处表面势差异仍然存在,未发生腐蚀。3.然后以同位素甲烷交替生长FLG和SLG并用拉曼光谱表征其各层晶界:发现水分子等可以通过单层石墨烯的晶界腐蚀铜箔,FLG各层晶界错位,使腐蚀的水分子等无法扩散进入铜箔表面,从而达到防腐效果。进一步计算水分子穿过单层石墨烯晶界和穿越FLG层间电子云的能垒,发现穿越0.25 nm石墨烯缺陷仅需0.06 e V,温度稍有起伏即可实现,而穿越层间电子云所需能垒比穿过单层晶界高两个数量级,水分子很难穿过FLG,因此FLG具有优异的防腐作用。4.最后研究FLG防腐层的其他特点:经过转移后,FLG仍能够较好保护衬底;FLG/Cu的表面出现划痕,即使在加热条件下氧化也不会通过划痕向两侧发展。将FLG应用于OLED器件,制备出阳极为石墨烯和石墨烯/ITO复合的OLED器件。其中,以石墨烯/ITO为复合阳极的器件亮度为20520 cd/m~2,超越了纯ITO器件,功率效率为3.87 lm/W,电流效率为11 cd/A。当阳极为纯石墨烯时,器件最大亮度6805 cd/m~2,已达到实际使用需求。本文还提出石墨烯作为阴极甚至全石墨烯透明电极OLED器件的制备方法。综上所述,石墨烯的制备和应用研究具有重大意义。进一步理解石墨烯的生长机制有助于可控生长高品质石墨烯,也能将石墨烯材料应用于其他领域。FLG作为原子级防腐薄膜,可以不影响材料的光学、电学性能,这种特性使石墨烯可以进一步扩展到其他相关领域。石墨烯的制备原料碳元素来源广泛,随着技术的发展,其成本会进一步降低,高性能石墨烯电极OLED器件会给显示领域带来新的发展。