石墨烯是由单层碳原子组成的二维蜂窝状晶体,由于其独特的零带隙结构,超高的载流子迁移率,超宽的光谱吸收,在电子和光电子学领域引起了广泛的关注。基于石墨烯的探测器、传感器等各种高性能器件也被不断地研究并报导。然而,石墨烯较低的光吸收率使其在光电探测器中的应用受到了一定程度的限制。基于此,研究者开发了多种提高光吸收或载流子分离效率的方法用来改善石墨烯光电探测器的性能,如采用非对称电极、PN结、光学微腔、硅波导、等离激元等。此外,通过复合量子点、制备异质结构等方法在探测器中引入增益机制,也可以极大地提高了探测器的性能。尽管如此,石墨烯光电探测器在成本、制备技术、性能稳定性等方面仍需要进一步改善。为了加快石墨烯的应用进程,还可以开发新型功能器件并拓展新的应用领域。当前基于石墨烯的功能化器件还有气体传感器,压力传感器,生物探测器,PH传感器,重金属探测器等。新型探测器的出现,不仅为石墨烯的发展和应用提供了广阔的空间,也让相应的探测传感领域出现了新的发展机遇。本论文研究了石墨烯光电性能的调控方法,并制备了基于石墨烯的多种功能性探测器,具体内容如下:1.利用激光辐照改性的方法在石墨烯器件上制备结区,拉曼光谱证明了激光辐照区引入了 P型掺杂,并且可以通过控制激光辐照时间调控掺杂程度。在P-P+结区产生的光电流与掺杂程度相关,P型掺杂越重,光电流越大。随后对结区产生光电流的机制进行了仔细的分析,表明光热电效应主导了结区光电流的产生。2.设计并制备了一种基于石墨烯-SiO₂/Si结构的位置灵敏探测器。该探测器摒弃了常规位置灵敏探测器整体为PN结或肖特基结的结构,巧妙的利用SiO₂/Si界面态导致的能带弯曲和界面处载流子的横向传输实现了横向光电效应,并利用gating效应在石墨烯器件引起光响应。到达石墨烯下方的载流子数量取决于光照点到石墨烯沟道的距离,从而可以实现入射光的位置探测。由于石墨烯超高的载流子迁移率使该器件存在高达104的增益。增益的引入使该探测器可以探测nW级弱光的精确位置,而且响应速度很快。这种界面增益效应和Si工艺相兼容,也可以适用于其他探测系统。3.制备了石墨烯-Si结构的无源位置灵敏探测器,石墨烯不仅可以作为光吸收层,还可以作为载流子的分离和传输层。石墨烯超高的迁移率使载流子可以超远传输,保证了该探测器较大的工作面积。传输距离越远,到达电极的载流子数量越少,通过测量对应电极上的电压输出可以实现对光照点位置的探测。位置灵敏特性研究表明该探测器可以实现nW级弱光的远距离（>8mm）位置探测。此外,该器件具有很快的响应速度,且非线性度只有3%。红外测量结果显示该探测器可在1319nm和1550nm下工作,有效延伸了位置灵敏探测器的工作波长。4.制备了一种基于石墨烯的静电探测器,实现了快速,高灵敏静电探测。该探测器利用SiO₂/Si界面gating效应,使静电引起的Si中载流子的移动分布在石墨烯沟道中进行了放大。该探测器可以感应～5 V的静电势,响应时间小于2μs,相比与常规探测器性能有大幅提升。该探测器也可以通过电学调控的方式实现静电响应的调制。这种非接触式的静电探测器制备简单、性能优良且成本较低,在可携带、柔性传感等领域具有较好的应用前景。