近年来,THz波作为新兴的电磁研究波段,其相关的功能器件太赫兹波调制器得到了很大的创新研究。现在太赫兹波段相关的理论和器件发展都不成熟,制备的调制器也存在很多不足,如过慢的调制速率,过小的调制深度,严重制约着太赫兹通信和太赫兹成像的快速发展应用。二维薄膜材料石墨烯对太赫兹波响应显著,人工电磁超材料结构与石墨烯的复合结构对于太赫兹波通信和成像系统具有重大的应用潜力。本文首先介绍了石墨烯材料的结构、性质和一般的转移工艺,根据实验结果对石墨烯的转移工艺做了两点优化研究,接着对如何制备电学性能优异的背栅石墨烯场效应晶体管做了详细的论述,具体包括晶体管的结构、原理、制备、电学性能测试和石墨烯沟道的掺杂,通过摸索晶体管制备工艺,不断调整优化和严格控制工艺流程和工艺参数,制备出性能优异的石墨烯晶体管,其他部分还分析了基片的清洗、实验的基本工艺摸索、Al₂O₃薄膜的DFM和XRD表征、晶体管基本参数的意义和测试方法。最后介绍了超材料的仿真和太赫兹测试系统,以石墨烯场效应晶体管的结构、工艺和测试结果为基础,结合电磁超材料结构,先设计了一种背栅GFET结构选频太赫兹波调制器,之后提出优化方案,又设计了一种背栅GFET结构的阵列式太赫兹波调制器,分别阐述了两种调制器的原理、结构和制备,并且进行了THz-TDS时域光谱系统测试和空间传输系统动态测试,分别得到17.7%的调制深度和50 kHz的3dB工作带宽以及26%的调制深度和84.5 kHz的3dB工作带宽,THz调制性能有所提高。