本发明涉及石墨烯新材料及其化学气相沉积(CVD)制备技术，具体为一种高质量单层多晶石墨烯的制备方法，适于制备高质量单层多晶石墨烯薄膜。采用CVD技术，以中等溶碳量金属为生长基体，通过渗入析出形成密度可控的石墨烯晶核，之后通过表面生长获得晶粒尺寸均一可调的多晶石墨烯薄膜。采用本发明可获得晶粒尺寸小、均一可控、且晶界完美拼合的高质量单层多晶石墨烯薄膜，为其在纳电子器件、光电器件、光子器件、气体传感器、薄膜电子器件等电子、光电、热电领域的应用奠定基础。