- 文献综述（或调研报告）：
石墨烯的制备主要分为四种方案机械剥离法、外延生长法、石墨还原氧化法、化学气相沉积（CVD）法。
机械剥离法，是石墨烯首次制备时的方案，通过用透明胶带将高定向热解石墨片按压到其他表明上进行多次剥离，最终得到的就是单层或数层石墨烯。该方法操作简单、制作的样本质量较高，但可控性差，制备的石墨烯尺寸较小。效率低、成本高，不适合大规模生产。
外延生长法，包括碳化硅外延生长法和金属催化外延生长法。碳化硅外延生长法，是指在高温下加热SiC单晶体，使得SiC表面的Si原子被蒸发而脱离表面，剩下的C原子通过自组形式重构，从而得到基于SiC衬底的石墨烯；金属催化外延生长法，是在超高真空条件下将碳氢化合物通入到具有催化活性的过渡金属基底如Pt、Ir、Ru、Cu等表面，通过加热使吸附气体催化脱氢从而制得石墨烯。气体在吸附过程中可以长满整个金属基底，并且其生长过程为一个自限过程，即基底吸附气体后不会重复吸收，因此，所制备出的石墨烯多为单层，且可以大面积地制备出均匀的石墨烯。
石墨还原氧化法，先用强氧化剂浓硫酸、浓硝酸、高锰酸钾等将石墨氧化成氧化石墨，氧化过程即在石墨层间穿插一些含氧官能团，从而加大了石墨层间距，然后经超声处理一段时间之后，就可形成单层或数层氧化石墨烯，再用强还原剂水合肼、硼氢化钠等将氧化石墨烯还原成石墨烯。
化学气相沉积（CVD）法，是最具潜力的大规模生产方法，也是我们采用的方案。具体过程是：将作为碳源的碳氢化合物甲烷、乙醇等通入到高温加热的金属基底Cu、Ni表面，反应持续一定时间后进行冷却，冷却过程中在基底表面便会形成数层或单层石墨烯，此过程中包含碳原子在基底上溶解及扩散生长两部分。该方法与金属催化外延生长法类似，其优点是可以在更低的温度下进行，从而可以降低制备过程中能量的消耗量，并且石墨烯与基底可以通过化学腐蚀金属方法容易地分离，有利于后续对石墨烯进行加工处理。
在四种主流方案中，化学气相沉积法逐渐成为人们在制备和研究石墨烯过程中的第一选择。优化并选择合适的碳源、生长基底、生长温度是研究的主要方向。在制备某种氮掺杂的石墨烯结构时，曾选用高温（900-1000℃）来进行化学气象沉积，然而高温导致了一些问题，如：石墨烯掺杂不足、晶格缺陷密度增大、单晶变成多晶以及低设备性能等。这是因为温度影响了碳碳键和碳氮键的合成，进而影响了掺杂结果和石墨烯的性质。其改进方案为，改进实验温度，在300℃的温度下提供环境压力，使苯环分子在铜表面自行组装，从而合成理想状况的大规模氮掺杂石墨烯结构。
参考文献：
[1] Low Temperature Growth of Highly Nitrogen-Doped Single Crystal
Graphene Arrays by Chemical Vapor Deposition [J]. Am. Chem. Soc., 2012, 134 (27), pp 11060–11063.
[2] Graphene device array using transfer-free patterned growth on insulator for an electrolyte-gated sensor[J]. Volume 612, 1 August 2016, Pages 87–90.
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