二维材料石墨烯自被发现起就一直备受关注,独特的化学结构使它拥有超高的载流子迁移率,加上天然的厚度优势,为纳米电子器件的研究带来了新的机遇和挑战。随着芯片集成度的持续提高,石墨烯场效应晶体管（Graphene Field Effect Transistor,GFET）也将面临器件尺寸等比缩小带来的泄漏电流增大、器件可靠性降低等问题。因此,制备工艺兼容、性能优越的高k栅介质以替代传统二氧化硅栅介质对于GFET的长远发展尤为重要。目前石墨烯的研究热点主要集中在石墨烯的生长和转移、石墨烯带隙的打开、石墨烯相关器件工艺的优化等方面,关于高k栅介质在GFET中的应用的研究工作较少。基于此,本文采用射频磁控溅射技术沉积Hf掺入的镧基二元氧化物（HfLaOx）薄膜,并在此基础上制备全背栅GFET,探究镧基高k栅介质薄膜性质对石墨烯场效应晶体管的性能影响。具体研究内容及成果如下:基于射频磁控溅射技术,采用Hf/La合金单靶,在室温下沉积了HfLaOx薄膜,系统地探究了溅射功率和溅射氧分压对薄膜生长的影响,通过沉积后退火对薄膜性能进行了优化。实验结果显示:当溅射功率为120 W,溅射氧气流量为6 sccm时,经过400℃氮气环境下退火10 min的HfLaOx薄膜性能最佳,k值为33,EOT约为6 nm。为后续GFET的制备打下了良好的基础。基于铜箔CVD生长的单层石墨烯,采用PMMA辅助转移、光刻、等离子体刻蚀等多种技术手段制备了沟道尺寸为微米级别的GFET。电学测试结果显示,用HfLaOx栅介质的石墨烯场效应管晶体管,相较于300 nm SiO2底栅石墨烯场效应管,迁移率提高了4倍,电流开关比最高可达到12.6,器件的狄拉克点最低可达1.6 V。为进一步探究HfLaOx栅介质性质对GFET性能的影响,制备了不同厚度、不同La/Hf元素比例的HfLaOx薄膜,并在此基础上制备了GFET。实验结果表明,30 nm的HfLaOx具有更好的栅控能力,石墨烯场效应晶体管的狄拉克电压随La元素比例增加而降低。本文通过磁控溅射制备了高性能HfLaOx薄膜,并在此基础上构建了HfLaOx底栅结构的GFET,验证了镧基高k材料与GFET是兼容的,并且展现了一些独特的调控效果,为GFET的研究提供了新的栅介质材料选择,为制备高性能GFET奠定了基础。