石墨烯独特的二维结构将电荷载流子限制在仅一个碳原子厚的平面内,超大的比表面积使其电导对周围分析物的变化极度敏感,这使其成为一种理想的检测材料。本文利用介电泳技术在金电极之间沉积石墨烯,制造不同的石墨烯传感器,比较了三种石墨烯传感器检测水溶液中的Cu2+的性能并分析了检测机理。本文的主要内容包括：(1)介绍石墨烯的结构、制备方法、性能及应用研究。(2)阐述介电泳的原理,利用典型的球形微粒的诱导偶极矩公式推导出交流电场中石墨烯受到的介电泳力公式,分析出介电泳力的大小与电场强度平方的梯度成正比。(3)有限元模拟圆形、方形、等腰直角三角形、等腰三角形电极组中的电势、电场和场强平方的梯度的分布,分析得出等腰三角形和方形电极组在介电泳实验中有利于沉积石墨烯。根据分析结果,设计并利用光刻技术加工出方形和尖角电极阵列。(4)将尖角和方形电极组作为有限元模拟的对象,研究了电极间距(Gap)、电极尺寸、电压、频率对沉积石墨烯效果的影响：Gap=2μm时几何尺寸较小的尖角电极和几何尺寸较大的方形电极在3V,3MHz的正弦波信号下可以获得较大的介电泳力。(5)利用介电泳和机械剥离法制造出三种石墨烯传感器,并将其用于检测水溶液中的Cu2+。氧化还原石墨烯传感器具有响应时间快和相对电导变化大的优点,相较另外两种传感器具有最佳的检测性能。检测的机理是分别充当电子供体与受体的水分子和Cu2+与石墨烯发生了电荷转移。