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石墨烯的结构和形貌特征表征是揭示其结构和性能关系的关键。SEM因其具有纳米级分辨率、观测范围大、成像速度快等优点,在石墨烯表面污染物、褶皱和缺陷观测,生长机理研究和层数鉴定等方面独具优势。但是,对于原子级厚度石墨烯的SEM成像,目前存在常规成像参数下石墨烯的图像衬度弱、石墨烯的衬度形成机制不清晰以及成像参数对石墨烯衬度的影响机制不统一等问题,导致难以实现石墨烯的高衬度SEM成像。本论文采用SEM对单晶衬底支撑石墨烯、惰性多晶衬底支撑石墨烯和非惰性多晶衬底支撑石墨烯进行表征,通过调节成像参数和调控衬底表面氧化程度,系统深入地研究了衬底支撑石墨烯的衬度形成机制,揭示了成像参数对石墨烯图像衬度的影响机制,为衬底支撑石墨烯的高衬度成像、衬底和石墨烯的正确区分以及石墨烯层数的准确鉴定提供了重要的理论指导。采用SEM系统表征了多种单晶衬底支撑石墨烯体系,包括高温热解法制备SiC基石墨烯（G/SiC）、转移SiO2/Si基石墨烯（SLG/SiO2/Si）和转移Al基石墨烯（SLG/Al）。通过优化成像参数加速电压(Vacc)和工作距离（WD）,实现了单晶衬底支撑石墨烯的高衬度成像和表面细节的清晰观测。将高衬度SEM图像与Raman和AFM表征结果相结合,建立了灰度值与石墨烯层数之间的一一对应关系,据此可准确鉴定SEM图像中石墨烯的层数。通过系统调节两个重要成像参数,发现在低Vacc/小WD和高Vacc/大WD下石墨烯的图像衬度较好,揭示了衬底和石墨烯之间的二次电子（SE）产率差值以及石墨烯对衬底发射SE和背散射电子（BSE）的衰减作用是石墨烯图像衬度形成的关键,并从E-T SE探测器收集三类SE的角度提出了统一的Vacc和WD对石墨烯图像衬度的影响机制模型—SEM图像衬度提高的主要原因是探测器收集的总SE数量增多和各个区域之间的总SE数量差值增大。采用SEM对转移惰性多晶Au基石墨烯（SLG/Au）进行系统成像研究,发现多晶材料的电子通道效应使石墨烯的衬度具有晶粒取向依赖性,导致无法正确区分衬底和石墨烯以及准确鉴定石墨烯层数。通过改变Vacc、WD和样品台倾斜角度,阐明了E-T SE探测器通过收集SE2和SE3观测电子通道衬度（ECC）,in-lens SE探测器通过收集SE2观测ECC。提出了两种消除ECC的有效方法:方法一,使用图像处理软件逐一调节图像中各晶粒的亮度,使各个晶粒亮度相同,消除晶粒间的ECC,实现多晶衬底和石墨烯的正确区分;方法二,在SEM成像过程中倾斜样品台或改变Vacc,使相邻晶粒内满足电子通道效应的晶面取向相对于入射电子束方向相同,消除晶粒间的ECC,实现多晶衬底和石墨烯的正确区分。采用SEM对多种非惰性多晶衬底支撑石墨烯体系进行系统成像研究,包括CVD制备部分覆盖Cu基石墨烯（CVD G/Cu）、CVD制备全覆盖Cu基石墨烯（CVD SLG/Cu）和转移Cu基石墨烯（SLG/Cu）等。在小WD下,观察到了石墨烯亮度大于衬底的反常现象,导致无法正确区分衬底和石墨烯以及准确鉴定石墨烯层数。增大WD使各晶粒内石墨烯亮度较相邻衬底的小,可正确区分衬底和石墨烯。通过系统调节Vacc和WD,并结合Raman光谱、EDS和XPS分析,揭示了石墨烯覆盖Cu衬底与裸露Cu衬底表面之间的氧化层厚度差是产生图像中石墨烯反常衬度的关键因素。通过对比自然氧化前后的Cu基石墨烯的SEM图像,发现石墨烯缺陷是Cu衬底的初始氧化位点。