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石墨烯(graphene)和六方氮化硼(h-BN)作为两种典型的二维晶体材料，因各自独特的物理性能和广泛的应用前景而成为近年来材料制备领域的研究热点。鉴于graphene和h-BN相似的晶格结构、相近的晶格常数以及相差很大的电学性能，graphene/h-BN异质结的研究和制备也受到了广泛关注。化学气相沉积(CVD)方法是目前制备graphene和h-BN较为主流的方法，衬底多选择Cu或Ni。而基于溶解度和固相反应等因素，graphene以及h-BN在不同衬底上生长的生长机制和实验参数均差别很大。本论文采用Cu-Ni合金作为衬底，结合不同的生长机制和生长条件，对graphene、h-BN以及graphene/h-BN异质结的制备进行了系统的研究，主要取得的研究成果如下: Graphene制备方面，研究了Cu、Ni固溶和溶C析出机制对生长的影响，通过控制Ni膜厚度、生长前的退火时间以及C源浓度等实验参数初步实现graphene的可控生长。 h-BN制备方面，受高形核密度的影响，之前文献报导制备的h-BN单晶普遍很小，从而导致制备的h-BN薄膜具有高密度的晶界和悬挂键，限制了其进一步应用。我们的研究发现通过在Cu衬底中引入一定比例的Ni，可以显著降低h-BN的形核密度。通过优化各生长参数，发现使用含Ni10-20atom％的Cu-Ni合金作为衬底可以将h-BN的初始形核密度降低至60mm-2，在此基础上首次成功制备出面积达7500μm2的三角形形状h-BN单原子层单晶。各项表征如俄歇电子能谱(AES)、透射电子显微镜(TEM)等证实制备的h-BN单晶具有非常高的均匀性和结晶性。同时，实验结果结合理论计算证实衬底中Ni的引入增强了对生长过程中附属产物的催化分解作用，使生长后得到了高质量的h-BN单晶和非常干净的衬底表面。改变生长参数，在Cu-Ni合金衬底表面成功制备出了厚度在1-8原子层的高质量h-BN连续膜，并初步实现层数控制。通过转移技术制备了graphene/h-BN异质结构，验证了单层和多层h-BN对屏蔽SiO2衬底悬挂键的作用，分别将graphene的迁移率较SiO2衬底上提升了1～2倍。 在此基础上，结合graphene在Cu-Ni合金衬底上的快速生长机制，采用顺序生长的方式，成功在Cu-Ni衬底上生长制备出大面积高质量的单原子层graphene/h-BN平面异质结。研究发现，得益于Cu-Ni合金衬底对(H2BNH2)n衍生物更强的催化分解能力以及graphene快速生长的等温析出机制的引入，graphene始终沿h-BN单晶的顶角形核并在干净的衬底表面快速生长，使graphene结晶质量显著提升的同时将对h-BN晶格的破坏作用降至最低。各项表征证明平面异质结中的graphene和h-BN均具有非常高的结晶质量和均匀性，且graphene晶畴具有与诱发其形核的h-BN晶畴一致的晶格取向，证实graphene是由h-BN晶畴顶角外延形核生长制得。进一步提出并验证了基于制备的graphene/h-BN平面异质结的特有的应用平台概念，用以整合二维半导体材料制备光电和逻辑电路等，并通过实验加以验证。同时，研究发现通过延长graphene的生长时间，新的一层graphene将优先沿graphene/h-BN界面形核并向两侧生长，在h-BN晶畴边界内侧形成2～5μm宽的graphene/h-BN垂直异质结带。