六方氮化硼(h-BN)面内晶格结构和石墨烯相同（失配度仅1.7％）、表面平整度高、化学性质稳定，用机械剥离的方法制备的石墨烯转移到h-BN衬底相比SiO2基底石墨烯中的电子迁移率要高出一个数量级，因而研究h-BN衬底上的石墨烯的直接制备及其物理性质具有重要意义。　　 本文利用化学气相沉积方法(CVD)研究了h-BN衬底上石墨烯的制备工艺，采用拉曼光谱(Raman)、原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)等方法对制备的石墨烯进行了综合表征;研究了h-BN/石墨烯复合材料的低温磁学特性，对材料的低温顺磁特性，特别是在20K～50K附近观察到的顺磁加强效应进行了深入分析并提出了相应的模型;使用光致发光谱(PL)对不同厚度和不同尺寸的石墨烯量子点的光致发光特性进行了初步研究。论文的主要研究内容和成果如下:从温度、时间、压强、碳源、载气和h-BN衬底的质量等因素对制备的石墨烯质量进行了深入研究，发现在较宽的实验窗口内皆可以实现石墨烯的生长。h-BN表面上制备的石墨烯主要为石墨烯的纳米岛，典型尺寸为～100纳米，厚度为一层至数层。实验发现提高碳源（甲烷）浓度或延长生长时间，石墨烯岛变大变厚;提高氢气浓度，石墨烯纳米岛变得更加平整;和常压相比，低压下制备的石墨烯质量更佳。这部分工作是国际上在h-BN衬底上直接制备石墨烯的最早也是最可靠的报道之一。　　 我们测量了石墨烯/h-BN(gra/h-BN)在不同温度和磁场下的磁学特性。发现gra/h-BN复合体系在室温下呈现抗磁性（典型磁化率为-0.9×10-6emu/g.Oe），而在低温下表现出复杂的顺磁特性。在磁化率随温度变化的曲线中，20K～50K的温度区间会出现一个磁化平台。20K以下的顺磁效应遵从居里定律，通过对数据的分析拟合，可以得出样品中的缺陷主要是点缺陷，角动量量子数J=1/2，第一次从理论上解释了为什么样品中的J是1/2。对20K～50K之间的异常顺磁加强现象进行了深入分析，我们试图用几个理论模型来解释此现象，如RKKY相互作用中的反铁磁、自旋玻璃态以及巡游电子顺磁加强效应，发现我们的实验结果与反铁磁及自旋玻璃态理论都存在一定程度的矛盾，而只有巡游电子顺磁加强效应理论能够和我们所有的实验结果相一致。最后，我们猜测gra/h-BN系统在低温下的异常的顺磁行为来源于石墨烯和h-BN界面或靠近两者界面中的巡游电子产生的顺磁加强效应。我们的gra/h-BN样品在低温下的(20～50K)非居里型的异常的顺磁行为很可能提供另一个关于极化巡游电子态存在于C-BN系统中的证据。当然要最终确认该机理，还需要更多的实验和理论分析。　　 本文对六方氮化硼衬底上石墨烯量子点的光致发光特性进行了初步研究。实验发现量子点的大小、厚度以及面密度都会影响量子点的光致发光行为。光致发光的强度与单位面积的量子点的数量有关，量子点的面密度越大，发光强度越强。光致发光峰的半高宽与量子点的厚度有关，厚度越大发光谱的半高宽越小。一般认为光致发光的根源是石墨烯表面或边缘的局域态。带隙的大小主要取决于sp2团簇的大小，光致发光的强度除了与量子点的面密度有关外，还可能与石墨烯量子点的大小有关。更多的实验数据需要进一步澄清石墨烯量子点的发光机理。