石墨烯独特的成键结构,使其拥有优异的机械、热学、光学、化学和电子特性,因此它被广泛应用于纳米、光电子、电化学、光学、生物电子和机械等领域。由于石墨烯为零带隙材料,限制了其应用范围,尤其在光电子领域。如何高效的打开石墨烯带隙是能否真正发挥石墨烯在纳电子领域中的价值、拓宽石墨烯的应用范围的关键技术之一,因此,研究如何打开石墨烯带隙,具有重要意义。本文主要研究了本征石墨烯和氮(N)/硼(B)掺杂石墨烯的光学与电学性质,并设计了石墨烯微带天线,具体内容如下:(1)从Kubo方程出发,研究了本征石墨烯的基本光学与电学性质,包括:电导率、阻抗、介电常数、透射率、SPP波波长。(2)使用Materials Studio 8.0正确构建了本征石墨烯和N/B掺杂石墨烯模型,然后通过密度泛函理论研究其能带结构、电子态密度及光学与电学性质,包括:吸收谱、反射谱、折射率及介电函数。(3)设计了石墨烯微带天线,计算了天线的回波损耗、驻波比及辐射方向图。研究表明:化学势对石墨烯光学与电学性质的影响较为显著,而温度对其影响很小,且随着频率的增大,光学与电学性质最终都保持定值不再变化;N/B掺杂可有效打开石墨烯带隙,且掺N为n型掺杂,掺B为p型掺杂;同等掺杂浓度下,N掺杂比B掺杂对石墨烯带隙的打开更有效;石墨烯微带天线具有带宽宽、集成度高、性能稳定、工作频率易调等优势。本文研究结果可为石墨烯在光电子器件中的应用提供理论依据。