根据著名的斯特藩-玻尔兹曼定律,两个平行介质之间的辐射热传输受到传播电磁波的控制,在理想情况下,极限达到黑体辐射。然而,这一理论的可行性仅限远场范围。近年来,随着纳米技术的高速发展,研究者发现在纳米尺寸下很多物理现象呈现出新的物理特性。当平行介质之间的距离在纳米尺度下小于热辐射的特征波长时,传播电磁波对辐射热传输的控制逐渐失效,而倏逝波、表面极化激元在热传输过程中起主导作用。由于平行介质的界面处存在表面波的耦合,近场辐射热传输可以超过黑体辐射几个数量级。本论文采用涨落耗散理论对基于石墨烯的各向异性材料之间的近场辐射热传输在理论上进行了定量计算及定性分析。主要研究内容有:第一,分析了石墨烯的物理性质,主要包括石墨烯的基本结构、光电性质及石墨烯表面等离激元。介绍了本论文研究的各向异性超材料的双曲色散特性,推导了各向异性材料的色散关系,也推导了介质-石墨烯-介质结构表面的菲涅尔反射系数。表明各向异性超材料在近场辐射热传输中发挥的重要作用。根据近场热辐射的涨落电动力学及涨落耗散理论,计算热传输系数。第二,通过构建半无限石墨烯覆盖碳化硅纳米线阵列(SiC NWAs)复合结构,推导结构表面的菲涅尔反射系数、电导率。利用涨落耗散理论分析,发现石墨烯激发的表面等离激元与SiC NWAs支持的双曲声子极化子相互耦合,并产生新的振荡模式。这种不同模式在近场的强烈耦合增强了近场辐射热传输。同时,提出了石墨烯覆盖SiC周期性打孔结构,并将两种结构的近场辐射热传输效果进行对比。第三,提出石墨烯-六方氮化硼(hBN)-碳化硅组合的多层波导复合结构,对不同参数如石墨烯化学势、碳化硅厚度、hBN厚度、近场间距大小对热辐射系数的影响进行了分析与讨论。同时,该复合结构的辐射热传输强度与石墨烯-碳化硅-hBN重新组合结构的辐射热传输强度进行了对比。通过理论计算对比,分析造成两种组合结构差异的原因,得出增强近场辐射热传输的最优结构。