石墨烯(graphene)是由碳原子在二维平面内紧密堆积成六角蜂窝状晶格结构的一种新型材料。它具有重大理论研究意义和巨大应用价值，成为了材料科学和凝聚态物理领域的研究热点之一。研究石墨烯电子输运特性可以帮助我们更好得理解Klein隧穿的物理机制等，且对应用器件设计有重要指导意义。另外，石墨烯与太赫兹(THz)科学息息相关，将石墨烯应用于THz领域可为THz辐射源和探测器等器件的研制开辟一条新的途径。本论文主要就石墨烯电子输运特性及其THz应用进行了研究。主要的研究结果及创新点如下:　　 1.研究了石墨烯中缓变势垒结构的电子输运特性及能隙对输运特性的影响。在缓变势垒结构中，随着缓变区宽度的增加负微分电阻逐渐变弱并最终消失。当有能隙出现时，基于方形势垒结构的石墨烯电子隧穿特性类似于传统半导体中的电子隧穿特性。不同点是，当势垒宽度为几十纳米量级时，传统半导体中的电子在某一能量区域完全不能隧穿过去，而在相应能量区域，有能隙的石墨烯中电子有一定的概率从一侧隧穿到势垒的另一侧。这有助于设计基于石墨烯的能量过滤器及开关器件等。　　 2.研究了石墨烯及其pn结对THz波的非线性响应特性。研究表明，石墨烯是一种非线性效应非常强的材料。对于石墨烯，三阶非线性响应项大于线性响应项甚至成为主导项，五阶非线性响应项很小，其贡献基本可以忽略。对于石墨烯pn结，三阶非线性响应项也非常强甚至达到线性响应项的几十倍，使得在THz频段的交流电导为负。这对设计基于石墨烯的THz辐射源及其他光电器件具有重要的指导意义。　　 3.研究了石墨烯中电子隧穿方形势垒结构的时间特性。研究发现，当电子入射能量小于临界能量时，隧穿时间随势垒宽度增加而振荡;当电子入射能量大于临界能量时，隧穿时间随势垒宽度增加而趋于一个定值。振荡模式对应于波函数在势垒中的传输模，饱和模式对应于波函数在势垒中的衰减模。这证实了石墨烯中存在Hartman效应。　　 4.研究了石墨烯转移在SiC衬底上对近红外至可见光波段电磁波的吸收特性。之前有文献报道测量了石墨烯对THz至可见光波段电磁波的吸收率，近红外至可见光波段的测量值比理论计算结果（未考虑衬底影响）高出数十个百分点。我们考虑衬底影响重新进行了理论计算，得到近红外至可见光波段的吸收率比不考虑衬底影响的吸收率高出数十个百分点。我们考虑衬底影响计算得到的结果跟实验结果更吻合。