石墨烯是目前发现的唯一存在的二维自由态原子晶体，是构筑零维富勒烯、一维碳纳米管和三维体相石墨等sp2杂化碳的基本结构单元，具有许多独特性能。近年，发展迅速的石墨烯晶体管被认为是后硅电子器件的最好选择。当然，石墨烯晶体管在实际应用中还存在许多潜在的不明确的性能。本论文将介绍与石墨烯电子器件相关的特性，讨论石墨烯场效应晶体管(field-effecttransistor，FET)的性能，以及研究石墨烯器件的可靠性。　　 石墨烯样品的制备是采用机械剥离高定向热解石墨(HOPG)的方法。论文中将石墨烯薄片转移到预先图形化处理的衬底表面制成石墨烯FET。拉曼(Raman)光谱被用来鉴别石墨烯样品的层数和质量，原子力显微镜(AFM)被用来测试石墨烯样品的厚度。　　 多层石墨烯的电流-电压特性曲线经过坐标原点，且呈非线性。这种非线性特性是由多层石墨烯层与层之间的隧穿效应引起的，且非线性电流与多层石墨烯的尺寸以及带电杂质在石墨烯表面的吸附有关。隧穿电流对石墨烯样品的厚度特别敏感，石墨烯样品越薄（单层除外），隧穿电流变化越明显;杂质带正电（负电），多层石墨烯的电流-电压曲线的拐点落在正电压（负电压）位置，拐点对应的电压大小反映杂质浓度。　　 根据光的干涉效应，300nmSiO2表面的石墨烯能够在光学显微镜下清晰地分辨。一般的背栅石墨烯FET采用300nm的SiO2作为栅氧，所需要的栅压范围超过100V，如此大的电压范围远超出MEMS/NEMS的功耗。为了保证器件的性能，降低栅极供压，有必要减少栅氧的厚度，本论文采用反应离子刻蚀(RIE)技术加工出栅氧厚度为～10nm的石墨烯FET。所制备出的石墨烯FET为双极性器件，栅极供压范围在-4～4V之间。石墨烯FET的输出特性和转移特性受栅氧厚度、带电杂质和隧穿效应等诸多因素的影响。　　 10nm的栅氧很薄，很容易在高电场下发生瞬时击穿，薄栅石墨烯FET的可靠性是一个需要考虑的问题。高电场下，栅氧被击穿，击穿后的SiO2中会形成Si丝(Sifilament)，石墨烯和Si丝的界面会构成金属-半导体接触，形成肖特基势垒(Schottky-barrier)，器件的电学性能表现出肖特基二极管的特性，由于Si丝是SiO2转化而来，石墨烯与Si丝无法形成理想的金属-半导体接触。晶体管击穿后的电学表现可以用来作为判别器件失效的依据。