石墨烯作为一种新型的二维碳材料,其一经发现便引起了全世界的广泛关注,更是在短短的6年内就获得诺贝尔奖的亲睐。石墨烯优异的电学性质,如超高的载流子迁移率,以及其二维平面结构对于微电子学而言具有极大的吸引力。人们对其在传感,射频以及逻辑器件等领域的可能应用做了广泛地研究,甚至开始认真地考虑其代替Si作为下一代半导体材料的可能性。　　但是,石墨烯特殊的稳定价键结构导致其成为一种表面惰性的零能带间隙导电材料,这使得无论其在传感,射频还是逻辑器件等领域的应用都受到了限制。因此,对石墨烯的本征性质进行一定的调控,使其满足未来需求是一个充满挑战同时也具有现实意义的课题。本论文正是以石墨烯物性调控为目的,以化学修饰及形貌控制为手段,对于石墨烯的化学反应及能带调控等领域开展相应地研究工作。　　本文主要包括以下几个部分:　　1.CVD生长体系的搭建与石墨烯器件的制备:石墨烯最初是通过手撕法制备而得,这种方法需要极高的技巧,同时产率也非常的有限。CVD生长法是近两年来出现的大面积制备单层高质量石墨烯的方法。CVD法在本实验室的建立极大地缓解了石墨烯样品制备压力。发展硬模板法制备石墨烯器件,有效地摆脱了对于EBL,等昂贵仪器的依赖,同时也避免了光刻法引入的难以除尽的光刻胶,是一种简捷高效的石墨烯器件制备手段。　　2.石墨烯气相反应的研究:石墨烯作为一种表面惰性的二维材料,其化学反应方面的研究一直比较缓慢。气相反应采用反应活性较高的等离子体与石墨烯进行反应,可以对石墨烯表面进行有效地化学修饰。这里结合碳管的气相反应以及石墨烯气相反应的已有进展,选择甲烷作为等离子气体对石墨烯进行气相反应研究,以期达到可控反应,调节石墨烯能带结构的目的。　　3.石墨烯液相反应的研究:受限于石墨烯的表面惰性,石墨烯的液相反应的研究目前也仅限于少数几种物质,其中以重氮盐反应地研究最为广泛。重氮盐反应采用热力学驱动,暗处常温下自发与石墨烯进行反应,但是反应耗时较长。这里引入电化学还原手段,对重氮盐与石墨烯固液反应界面进行了改善,有效地提高了重氮盐自由基的使用率,将反应时间从十几小时缩减为秒钟量级。同时,电化学手段的引入为石墨烯的不同载流子(n/p)掺杂提供了一种简捷的手段。　　4.GaAs/AlxGa1-xAs超晶格模板制备石墨烯纳米带阵列:石墨烯纳米带作为一种调控石墨烯能带结构的有效手段,一直受到世界的广泛关注,但是石墨烯纳米带的制备方法一直是一个限制其研究和使用的瓶颈。GaAs/AlxGa1-xAs超晶格结构理论上可以达到原子级别的精度,这里引入GaAs/AlxGa1-xAs超晶格结构为模板,为制备高产率和周期性的石墨烯纳米带阵列提供了一种有力手段。