石墨烯是一种新型的二维平面碳质材料,具有优异的物化性能,被科学家普遍认为是取代硅成为下一代半导体器件的主要材料,具有广泛的研究价值和应用价值。由于其独特的二维平面特性,研究石墨烯诸如摩擦,粘着等界面效应对石墨烯器件的制备和装配有着极其重要的意义。本文使用原子力显微镜(AFM)测量了不同工艺方法制备的石墨烯的表面摩擦性质,并比较了作为二维平面材料的单层石墨烯与三维碳原子结构的多层石墨间摩擦性质的差异,最后在现有的纳米摩擦学理论以及接触力学理论的基础上,通过引进纳米材料表面涂层杨氏模量的计算方法,得到了石墨烯与氮化硅针尖间的等效摩擦系数(界面剪切模量)。具体完成工作如下:1.测量并比较了化学气相沉淀法(CVD)合成石墨烯与碳化硅外延生长石墨烯间的表面形貌,以及与AFM针尖间粘着力和摩擦力的异同;2.测量并比较了机械剥落多层石墨烯、碳化硅外延生长石墨烯与三维碳质材料高定向热裂解石墨(HOPG)间表面形貌,以及与AFM针尖间粘着力和摩擦力的异同;3.改进计算方法,结合纳米材料表面涂层杨氏模量的计算理论,研究出了一套计算碳化硅外延生长石墨烯与其他材料间摩擦系数的方法,并与实验结果相比较。实验结果以及理论计算表明:1.在目前的工艺水平下,碳化硅外延生长石墨烯拥有比CVD合成石墨烯更好的表面摩擦性能,更加适用于石墨烯器件的制备;2.单层石墨烯的摩擦力大于多层石墨的摩擦力,然而单层石墨烯的表面性能更加稳定;3.改进的理论计算结果与实验结果较为相符。石墨烯与氮化硅针尖间的摩擦系数(等效剪切模量)很小,经计算其等效摩擦系数(等效剪切模量)约为92.2MPa。