石墨烯因其具有独特的几何结构和优异的光电磁等性质，已成为众多二维纳米材料中备受关注的对象之一。在众多制备石墨烯方法中，化学气相沉积法(CVD)在可控生长制备大面积、高质量石墨烯薄膜上具有独特的优势，其主要优点在于可以通过对金属衬底的调控从而实现对石墨烯结构、层数及其性质均一性的有效控制。本论文运用密度泛函理论计算方法，从原子/分子水平上系统的研究了石墨烯片层与表面掺杂合金、金属表面合金和六方硼氮(h-BN)插层界面的相互作用及其调控机制。　　首先，我们运用DFT-D2方法，系统研究了单层、双层（AA和AB）和三层(ABA和ABC)石墨烯与不同程度表面掺杂的Cu(111)/Ni和Ni(111)/Cu衬底的界面相互作用及其调控机制。结果显示，随着Cu(111)表面Ni掺杂量的增加，Cu(111)/Ni形成能随之逐步增加，表明Cu(111)表面不易形成高掺杂量的Cu(111)/Ni合金。并且，石墨烯片层与其吸附能随着Cu(111)表面Ni掺杂量的增加而逐步增加。与之相反，随着Ni(111)表面Cu掺杂量的增加，Ni(111)/Cu形成能随之逐步减小，表明Ni(111)表面易形成高掺杂量的Ni(111)/Cu合金。石墨烯片层与其吸附能随着Ni(111)表面Cu掺杂量的增加而逐步减小。以上结果显示，通过有效调控Cu(111)/Ni和Ni(111)/Cu衬底的表面掺杂量，可有效的调控石墨烯与金属衬底相互作用的强弱和生长催化活性，从而实现石墨烯层数的有效可控制备。　　在上章节的研究基础上，我们进一步运用DFT-D2方法，系统研究了石墨烯与Cu/Ni(111)和Ni/Cu(111)二元近表面合金衬底的相互作用及其界面性质。结果显示，随着Ni层替换Cu(111)的表面层或亚表面层，Ni/Cu(111)近表面合金的界面层的层间距随之减小。反之，Cu层替换Ni(111)的表面层或亚表面层时，Cu/Ni(111)近表面合金的界面层的层间距随之增大。当Ni原子层处于合金表面时，石墨烯与之形成强p-d杂化的化学键并伴有较多的电荷传输，吸附能也随着石墨烯层数的增加而增加。当Cu原子层处于合金表面时，石墨烯与之形成弱的物理吸附和静电相互作用，吸附能随着石墨烯层数的增加而减小。以上结果暗示，通过表面层和亚表面层取代的Cu/Ni(111)和 Ni/Cu(111)近表面合金可以有效的调控石墨烯片层与金属衬底的相互作用力、界面间的电荷传输及其催化活性，从而实现石墨烯层数的有效可控制备。　　最后，我们进一步运用DFT-D2方法，详细的研究了六方硼氮(h-BN)与Cu(111)和Ni(111)这两类不同金属衬底的界面结构及界面相互作用。在此基础上，进一步石墨烯与h-BN/Cu(111)和h-BN/Ni(111)两类不同异质衬底的相互作用及其界面性质。结果显示，在Ni(111)衬底上，当h-BN的N原子处于Ni层的top位，B原子处于hollow位时，h-BN与Ni(111)衬底的界面层间距较小，形成强p-d杂化共轭化学键,约2.14埃,并且伴有强的界面电荷传输。而当h-BN的B原子处于金属Ni层的top位，N原子处于金属的hollow位时，界面层间距较大，约3.00埃，仅形成弱的静电相互作用。而在Cu(111)衬底上，h-BN的两种不同吸附构型都与Cu(111)衬底的界面层间距较大，约3.05埃，仅形成弱的静电相互作用。当不同的石墨烯片层吸附到h-BN/Ni(111)衬底上时，h-BN与Ni(111)的吸附能和h-BN与石墨烯片层间的相互作用能都随石墨烯层数的增加而增加。与之相反，当石墨烯吸附于h-BN/Cu(111)衬底上时，h-BN与Cu(111)的吸附能以及h-BN与石墨烯之间的相互作用能都随石墨烯层数的增加而减小。然而，对于h-BN/Ni(111)和h-BN/Cu(111)衬底，石墨烯片层与h-BN之间无化学键形成，仅为弱的物理吸附。从而有利于后期石墨烯片层的剥离。以上结果显示，通过六方硼氮(h-BN)插层的可有效的调控石墨烯片层与衬底的相互作用力、界面间的电荷传输及其催化活性，从而实现石墨烯层数的有效可控制备。　　本论文运用DFT-D2方法，详细系统的研究了石墨烯片层与不同金属衬底的界面结构及其界面相互作用。结果显示通过有效调控二元合金之间掺杂量、掺杂位置以及引入h-BN插层等手段方式，可有效的调控石墨烯与合金催化剂衬底相互作用的强弱和生长催化活性，从而实现石墨烯层数、均一性的有效可控制备。此研究成果对于高质量石墨烯层数/厚度的可控生长、制备和基于石墨烯电子器设计件具有非常有用的指导意义。