由于优异的电学、化学和机械性能,石墨烯在许多方面都具有巨大的应用潜力。然而,石墨烯的带隙为零,难以直接应用于需要高开/关比的电子器件。把石墨烯转化为纳米带,可以利用纳米限域效应引入带隙,是解决这一问题的有效办法。因此,大规模制备高质量石墨烯纳米带成为了科学家的关注重点。其中CVD法由于其潜在优越性而在众多石墨烯纳米带合成方案中脱颖而出。探究如何制备CVD生长纳米带所需的准一维金属基底并在其上合成纳米带对石墨烯纳米带的控制制备和应用具有重要意义。本研究以利用“V”型沟槽中直接构筑纳米宽度的准一维金属生长基底为思路,首先通过改变升温方式、溅射时间(铜膜厚度)、退火温度和时间对生长基底进行处理获得纳米尺度宽度的连续金属催化基底,结合SEM和光学显微镜等表征沟槽中铜基底的形貌结构。结果表明:铜膜的反润湿行为主导了铜膜在高温时的结构形貌演变过程,只有快速升温的处理方式才能使铜膜有足够快的反润湿速率,从而转化成连续铜条;合适厚度的铜膜可以在沟槽中形成三排宽度较小的铜条,过薄的铜膜会形成不规则铜岛,过厚的则会形成单一宽度较大的铜条;合适的温度是铜膜形成连续铜条的前提,过高的温度会使液态铜表面张力过大而破坏铜条结构,而且高温下铜条挥发剧烈导致其维持结构的时间有限,过长的退火时间会破坏铜条稳定性。其次,以沟槽中的铜条为催化剂合成石墨烯纳米带,改变生长过程中氢气流量、甲烷流量和金属种类,采用光学显微镜和拉曼光谱仪等表征石墨烯纳米带结构和形貌特性。发现适当流量的氢气有利于石墨烯纳米带的生长,但过多的氢气会对石墨烯纳米带产生严重的刻蚀作用;石墨烯纳米带的结晶性随甲烷浓度提高而增强,缺陷随甲烷浓度提高而减少;金属种类影响着金属条的形成以及后续石墨烯纳米带的生长,铜镍合金比纯镍更容易形成条状金属催化剂,具有更好的调控性。石墨烯纳米带的光致发光测试表明,其在红光区和近红外光区有明显的荧光效应,并且激发光波长越短,荧光信号越强。所制备的石墨烯纳米带场效应晶体管在常温大气环境中表现出良好的开关性能,开关比达到10~5以上。本研究成果对石墨烯纳米带的生长基底设计提出新的思路,为石墨烯纳米带的光学和电子器件应用提供可靠数据支撑。