在集成电路迅猛发展的今天,随着硅基金属氧化物半导体器件尺寸进入到亚10纳米尺寸后,器件的短沟道效应逐渐浮现,导致泄漏电流增加和功率损耗增大,使得摩尔定律受到了严重的挑战。人们迫切需求新型材料或新概念器件来改变现状。随着2004年石墨烯的成功解理,以石墨烯为代表的二维材料作为新型低维材料和器件的有力竞争者开始登上了历史舞台。石墨烯是一种以sp~2杂化碳原子形成的二维晶体,表现出优异的电学、光学、力学、化学等特性。石墨烯具有极高的载流子迁移率(200000 cm~2/(Vs))、反常量子霍尔效应、双极性场效应、以及最近观测到的超导电性等,在电子器件领域表现出极大的应用前景。针对逻辑功能器件的应用,本征石墨烯的费米能级在狄拉克点处,且无能隙,无法用常规的场效应控制。通过掺杂行为可以制备出n型或p型掺杂石墨烯,可以有效扩宽石墨烯基电子器件的应用范围。本文致力于研究氮掺杂石墨烯(Nitrogen-doped Graphene,NG)的制备及其场效应晶体管(field effect transistor,FET)的电学性能,为未来石墨烯基电子器件的应用提供支撑。本学位论文主要研究内容包括:(1)利用吡啶分子作为碳-氮源,通过探索不同因素对化学气相沉积法(chemical vapor deposition,CVD)合成NG的影响,优化生长条件,合成出NG。实验结果表明生长时铜箔放置位置、吡啶罐环境、CVD前端气路系统及不同晶面的铜箔均对生长NG有影响,反映出吡啶作为液体,其在生长阶段的飞行距离、挥发速率、沉积位点等微观因素均会影响NG的生长。系统的表征手段,如拉曼、X射线光电子能谱等,表明NG存在吡啶化氮和吡咯化氮缺陷,通过分析认为缺陷主要分布于杂质区域覆盖处及岛状NG边缘。通过扫描透射电子显微镜(scanning transmission electron microscope,STEM)表征发现NG中无缺陷存在,推测认为氮原子随机分布在石墨烯晶格中。(2)对NG-FET进行电学测试,结果表明空气中水氧杂质的吸附会极大地影响器件性能,导致在空气环境中无法测得本征NG信号,器件退火处理后放在真空下才能测到本征电学信号。在真空条件下测试转移特性曲线,发现器件出现双极性效应。对器件进行变温实验,发现随着温度降低电流会减小,狄拉克点左移;对器件进行激光辐照实验,发现激光辐照后样品会呈现双极性效应,表明环境对NG的电学特性有影响。