在金屬表面有望生成出單層單晶石墨烯。金屬上外延生長(zhǎng)的石墨烯有兩個(gè)主要的特征：首先，雖然石墨烯和這些金屬基底都有六重對(duì)稱性，但是它們的晶格參數(shù)是不相同的;另外，石墨烯和這些金屬基底有著或強(qiáng)或弱的相互作用。

　　基于以上這兩點(diǎn)，為了使系統(tǒng)的能量達(dá)到最低，石墨烯可能會(huì)受到應(yīng)力或者相對(duì)于金屬基底旋轉(zhuǎn)一定的角度。通常，這種旋轉(zhuǎn)會(huì)引起摩爾點(diǎn)的產(chǎn)生。通過低能電子衍射，掃描隧道顯微鏡和第一性原理等手段，系統(tǒng)地研究了單晶Ir(111)上石墨烯的生長(zhǎng)和其多取向的摩爾結(jié)構(gòu)。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明不同轉(zhuǎn)角的石墨烯與基底的相互作用是不相同的，從而導(dǎo)致不同程度的起伏，并且可以很好地控制石墨烯的生長(zhǎng)條件，從而獲得相對(duì)于基底不同取向的石墨烯。理論計(jì)算給出了不同轉(zhuǎn)角石墨烯的幾何參數(shù)及電荷轉(zhuǎn)移的結(jié)果，表明在Ir(111)表面不同轉(zhuǎn)角的石墨烯宏觀上都是存在著一個(gè)相對(duì)較弱的相互作用，這可能就是導(dǎo)致幾種不同轉(zhuǎn)角的石墨烯存在的原因。

　　之后在石墨烯與Ir 之間成功地實(shí)現(xiàn)了硅插層，并通過掃描隧道顯微鏡，掃描隧道顯微譜和拉曼譜等手段表征了硅插層后的石墨烯的結(jié)構(gòu)及電子態(tài)，證明通過硅插層讓石墨烯脫離基底的作用，實(shí)現(xiàn)石墨烯的自由化，保持了外延生長(zhǎng)石墨烯的高質(zhì)量。