由于石墨烯在电、热以及化学等领域均具有优异的特性,因此受到各国研究人员的广泛关注。将石墨烯的性能与场效应晶体管对电荷响应敏感的特点进行结合,石墨烯场效应器件已成为国内外研究人员关注的新领域。而目前器件结构与性能表征方面尚存在着挑战,主要原因为石墨烯的能带调控仍未有稳定有效的解决方式,导致场效应器件的性能不够理想,从而制约了石墨烯在电子器件中的进一步应用。因此,调控石墨烯能带结构,制备石墨烯场效应器件,研究其信号响应性能,具有重要的研究价值。本论文开展了石墨烯的生长与表征、石墨烯场效应器件的制备及性能研究等工作。首先釆用化学气相沉积法与微机械剥离法分别获得了石墨烯晶体,即石墨烯二维纳米材料,前者得到的石墨烯需要采用湿法腐蚀的方法将其转移到Si/Si O2衬底基片上,然后分别利用光学显微镜、扫描电子显微镜、原子力显微镜和拉曼光谱针对两种方法制备的石墨烯进行了表征,并从中挑选出晶体质量较好的石墨烯薄膜制备石墨烯场效应器件。该场效应晶体管以石墨烯纳米条带为导电沟道层,以300nm二氧化硅绝缘层为栅介质层,以蒸镀的Ti/Au合金为金属电极。利用光刻、刻蚀、镀膜等半导体加工技术完成了石墨烯场效应器件的制备,并优化了器件结构。最后对该石墨烯场效应器件的传输特性、光电特性与吸附特性进行测试。测试结果表明试验制备的晶体管为P型耗尽型,栅压对源漏电流存在较为显著的调控作用。该器件具备光电特性,具体表现为传输特性曲线在光照与黑暗条件下不同。但是,在测试过程中该器件的狄拉克点未能体现,并且随着器件在空气中放置时间的增加,石墨烯的载流子迁移率明显降低,主要原因为石墨烯表面吸附了大量的PMMA等光刻胶分子与空气中的水分子等气体分子。对此试验中采用了真空退火的方式实现了石墨烯对水分子与氧分子的脱附,但退火的高温条件使得光刻胶分子发生变性,无法从石墨烯表面脱附。