等离激元分子（PMs）类似于原子与分子系统,通过在人工设计组装的结构里不同的表面等离激元模式之间通过强耦合作用的情况下所形成具有共有化行为的纳米结构。在之前的研究中,传统贵金属材料（比如金与银）通过设计处理成各个形状的颗粒（如圆球、圆环、圆盘和三角形等）通过规则排列被广泛构成不同的等离激元分子结构。并且,在此结构下所计算的消光光谱中,两种相位相反的模式（即亮模式与暗模式）在共振频率范围内进行重叠,通过相消干涉从而形成具有不对称线型的Fano共振。然而,由于贵金属中存在着较高的欧姆损耗,以及介电常数改变的障碍,Fano共振的质量无法进一步得到提升。同时,一旦PMs的几何结构被确定下来,其工作波长较难进一步得到调控。因此,与贵金属材料相比,较高的限制能力、较低的欧姆损耗和可通过化学势进一步调节控制电磁行为的优点使得石墨烯材料构成的等离激元分子在研究Fano共振的现象和应用具有重要的意义。本论文通过COMSOL仿真软件,以石墨烯纳米圆盘构成了不同的等离激元分子结构,分别研究了几种石墨烯等离激元分子结构中Fano共振的电磁特性,其内容与获得的结论如下:1.通过石墨烯六聚体和加入一个中心处石墨烯纳米圆盘形成的七聚体研究了Fano共振形成的机理并探究了不同位置的纳米圆盘对石墨烯七聚体的集体行为的影响。首先,在由六个相同参数的石墨烯纳米圆盘均匀放置在一个环上形成的石墨烯六聚体中加入了一个中心石墨烯纳米圆盘,计算后发现了光谱中出现两个不对称且不同频率处的共振峰以及夹在两个共振峰中间的一个低谷。通过与石墨烯六聚体产生的单个共振峰的近场分布相对比,Fano共振独特的线形可以用两个独立的子群模式进行叠加来解释,即环模式和中心模式。此外,通过调控该PM中心处一个石墨烯纳米圆盘的化学势,可以获得更高质量的Fano共振线形。于此之外,我们还分别讨论了单个石墨烯纳米圆盘和双个不同位置的石墨烯纳米圆盘对Fano共振调制的机制。本文所提出的纳米结构可能在化学和生物化学传感领域有广泛的应用,并为更复杂的石墨烯聚合物的研究铺平道路。2.在石墨烯七聚体的基础上提出了具有多环结构的石墨烯等离激元超分子,探究了产生多重Fano共振的机理。研究发现,在不改变对称性质的情况下,通过向七聚体中添加额外的12个环纳米圆盘形成了具有19个石墨烯纳米圆盘的超分子结构,并在消光光谱中发现并探究了两个不同波长处Fano共振的产生原理。通过最外环处纳米圆盘化学势的增加,发现短波处的FR2模式首先被调控,而当最外环处化学势在此基础上再次被增加时,FR1模式被缓慢调节。然而,通过对中间环处纳米圆盘的控制可以实现FR1和FR2模式之间的选择性激发和竞争。此外,一个简单的石墨烯三聚体模型用于了解石墨烯等离激元超分子各环化学势的改变所产生的变化规律。论文中所提出的具有优异性能的石墨烯纳米结构可能在光物质相互作用、化学和生物化学传感、纳米天线、表面增强拉曼散射和单分子检测等其它领域中得到广泛的应用。