石墨烯是碳原子按照sp2轨道杂化形成的蜂窝状结构的二维晶体，由其独特稳定的结构使其在电学、热学、磁学和光学等方面具有优异的性能，已成为全世界研究的热潮。目前微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）法制备石墨烯反应温度较低、时间较短、能量消耗较少，但是等离子体的引入会增加缺陷含量、降低薄膜的连续性。本文针对上述实际问题，采用韩国Woosinent公司制造功率为2kW的MPCVD装置，以甲烷为主要碳源，氢气、氮气和氩气为辅助气体，在镍片衬底上制备石墨烯薄膜，系统的研究了工艺对成膜质量的影响。并通过光学显微镜、拉曼光谱仪和原子力显微镜对样品进行表征，分析不同工艺参数和辅助气体对沉积石墨烯的影响，获得了生长质量较高的石墨烯薄膜的工艺参数。主要研究工作包括：1、研究了沉积气压对石墨烯薄膜生长的影响，结果表明气压较低时薄膜层数较多、覆盖率较低；随着气压的升高到2.7kPa时薄膜层数降到2层左右、覆盖率和质量都达到最优；继续升高气压薄膜的层数会相应增加、表面会出现裂痕，覆盖率和连续性都降低。2、系统研究了功率对石墨烯薄膜沉积的影响，结果表明：功率较低时不能较好的成膜、非晶碳杂质较多，很难清楚的分辨出石墨烯相；随着功率的升高薄膜中杂质减少、均匀性增加，在功率为800W时薄膜的连续性最佳；继续升高功率至900W时，薄膜层数降到最低，但也出现分裂的现象；继续增加功率薄膜层数相应增加、连续性降低。3、氢气的引入对沉积薄膜具有两面性，在提高膜层均匀性的同时会增加皱褶和缺陷的含量。实验结果表明：氢气浓度较低时薄膜的层数较多、均匀性较差，薄膜表面出现裂痕；升高氢气的流量至80sccm时，薄膜的均匀性增加、层数降低，整个薄膜为较均匀的多层膜，层数在3~4层；继续升高氢气流量薄膜出现了皱褶和区域性的分层现象，不同区域内层数分布不均匀，同时膜层的覆盖率也相应降低。4、系统研究了辅助气体对石墨烯沉积的影响，结果表明：氩气的引入能够明显降低薄膜的缺陷含量，氮气的引入降低了碳源的裂解、阻碍了薄膜的沉积。调节氩气的流量发现随着通入氩气流量的增加薄膜的缺陷含量明显降低、连续性增加，过量氩气的引入会使薄膜的层数增加；在引入氮气的条件下，较低甲烷浓度时沉积薄膜中非晶碳较多，较高浓度的甲烷加速了sp3杂化类缺陷的生成。