狄拉克材料是近几年涌现的一种新型二维量子功能材料,其载流子有效质量为零,能量和动量之间满足线性关系,需要用相对论狄拉克方程描述。最具有代表性的当属石墨烯和拓扑绝缘体,其独特的能带结构引起了科学界在实验与理论方面的广泛研究。三维拓扑绝缘体Bi₂Se₃,布里渊区只一个狄拉克锥,结构简单,具有固定的化学原子计量比,结构简单,容易合成。作为目前材料研究领域中最接近理想状态的一种强拓扑绝缘体材料,近几年已经吸引了大量科研工作者的研究兴趣。二维层状结构的Bi₂Se₃材料具有较大的表面积体积比,较强的拓扑性质使其可能应用于未来的自旋电子器件。石墨烯是单层碳原子组成的网状结构的二维晶体,由于和拓扑绝缘体Bi₂Se₃均为层状材料,在其界面上也是依靠范德瓦尔斯型的弱相互作用而相互粘结,这使得衬底和薄膜间晶格失配所导致的应力能对生长的影响很小。因此石墨烯为高质量Bi₂Se₃外延薄膜的生长提供了一个很好的衬底。本文总结了狄拉克材料的发展及其复合型狄拉克材料的制备与性质,选取了狄拉克材料中最具代表性的石墨烯和Bi₂Se₃作为研究对象。采用经济高效的化学气相沉积（CVD）法制备三明治结构的复合型狄拉克材料,其研究内容有:（1）通过CVD方法在富Se环境下在SiO₂衬底上直接生长Bi₂Se₃,探究富Se环境对Bi₂Se₃纳米结构生长质量的影响。当高纯Bi₂Se₃粉末和Se粉以6:1比例混合作蒸发源时,Se由于具有较低的熔沸点而提前蒸发出来,充满整个反应炉腔,使得整个反应过程在富Se环境下进行,在Bi₂Se₃生长过程中多余的Se吸附在纳米片的边缘并形成悬挂键来诱导Bi₂Se₃纳米片的横向生长。另外,富Se环境可以有效缓解Bi₂Se₃生长过程中的Se空位问题。（2）以石墨烯作为衬底,采用CVD方法制备Bi₂Se₃纳米薄膜,并探究石墨烯衬底对Bi₂Se₃生长质量的影响。由于Bi₂Se₃和石墨烯均为层状材料,在其界面上主要是范德瓦尔斯型的弱相互作用形成的异质结构,因此,底层石墨烯为上层Bi₂Se₃纳米薄膜的生长充当了很好的衬底。石墨烯与Bi₂Se₃薄膜间的范德瓦尔斯弱相互作用,使石墨烯的面内振动峰2D发生了红移现象。（3）用化学气相沉积的方法预沉积Se做生长点,探究Se对Bi₂Se₃纳米结构生长质量的影响。用Se做生长点有利于Bi₂Se₃纳米结构的横向生长,提高了Bi₂Se₃薄膜的生长质量,并且使得Se与Bi的原子比例更加接近1.5这一标准值（4）将制得的Bi₂Se₃/Graphene（Bi₂Se₃/G）样品取出后立即用湿法转移一层石墨烯制成具有三明治结构的Bi₂Se₃/Graphene/Bi₂Se₃（Bi₂Se₃/G/Bi₂Se₃）复合型狄拉克材料。上层石墨烯与Bi₂Se₃薄膜同样通过范德瓦尔相互作用紧密贴合形成异质结构。通过比较,一段时间后覆盖石墨烯的Bi₂Se₃没有变化,而未覆盖石墨烯的Bi₂Se₃被氧化。证明石墨烯与Bi₂Se₃薄膜复合形成异质结构的优点:①可以提高Bi₂Se₃外延薄膜的生长质量;②可以有效缓解Bi₂Se₃表面氧化造成的拓扑性质退化的问题。