该项目属于信息功能材料领域的基础研究。石墨烯具有独特的二维结构、优异的电学特性，在电子学领域具有广阔的应用前景。制备出高质量石墨烯材料是电子学应用的前提和基础。该项目系统深入地开展化学气相沉积法(CVD)制备高质量石墨烯材料的基础研究，通过原创性创新，实现了高质量晶圆级单晶石墨烯以及绝缘衬底上石墨烯的直接生长等系列突破。成果得到包括石墨烯发现者、诺贝尔物理学奖获得者A. K. Geim教授等高度评价和引用，为石墨烯电子学应用奠定了重要基础。主要科学发现点包括：(1)独创石墨烯单点核心控制，实现英寸级石墨烯单晶快速生长。发现铜镍合金衬底等温析出的石墨烯生长新机理，并通过局部碳源控制，首次成功研制出1.5英寸石墨烯单晶晶圆。该技术被认为是三维硅单晶技术在二维材料中的再现，对于推动石墨烯在微电子领域的应用具有重要意义，研究成果发表在《自然·材料》上，并入选ESI top1%高被引论文。中国科学院成会明院士评价该项工作为“2016年中国高质量石墨烯制备方面两项最重要成果之一”。(2)率先开展绝缘六方氮化硼(h-BN)表面石墨烯直接生长研究，并在石墨烯气相催化生长与h-BN制备研究取得重要进展。国际上首次实现绝缘h-BN表面高质量石墨烯生长，并揭示石墨烯形核、取向、相关机理，创造性发展气相催化新方法，获得室温霍尔迁移率超过20000 cm2/Vs的极高质量石墨烯；首次通过在铜衬底中固溶镍，成功制备出高质量单层h-BN单晶畴。相关成果两次发表在《自然·通讯》，其中h-BN上取向石墨烯生长工作入选ESI top1%高被引论文，并获得诺贝尔奖获得者A. K. Geim教授、碳纳米管的发现者S. Iijima教授等知名学者及多篇综述性论文的点名图文引用和高度评价。(3)在国际上首次报道半导体锗衬底上的石墨烯CVD生长，发现台阶辅助石墨烯晶畴取向生长机理，实现4英寸石墨烯单晶晶圆。发现半导体锗衬底具有催化生长石墨烯的能力，在国际上率先实现锗晶圆上高质量石墨烯晶圆制备，引起韩国三星等知名研究机构跟踪研究，被Chemical Society Reviews等知名综述期刊多次点名引用。同时，揭示Ge(110)表面台阶处的晶格匹配效应诱导石墨烯晶畴取向生长机理；通过取向晶畴无缝合并研制成功4英寸石墨烯单晶晶圆。制备的石墨烯单晶晶圆成功应用于多个电子学应用场景，获得截止频率高达200 GHz的射频晶体管。8篇代表性论文共被他引720次，其中SCI他引677次。并获邀在重要国际学术会议上做邀请报告20余次，获授权专利17项(国内10项，国外7项)。在项目执行期内项目完成人先后获得国家科技重大专项、国家自然科学基金委优秀青年基金、上海市“领军人才”、中组部“万人计划”青年拔尖人才、国家百千万人才工程、上海市“青年科技启明星(A类)”、上海市“青年拔尖人才”和中科院院长特别奖等项目资助和奖励。