石墨烯(Graphene)是一种新型的碳纳米材料，有着优秀的性能,尤其是其出色的光电学特性，如超高的电导率，较高的光透过率。单层石墨烯在狄拉克点展现线性能带，线性能带范围延伸到紫外光(300nm)范围。石墨烯线性能带决定了其在远红外光到紫外光的吸收系数都是常数。这些独特的光电学性质使得石墨烯可以用于透明电极、光电器件、电致发光器件、触摸屏等光电子器件的制备。然而本征的石墨烯是不导电的，为了降低石墨烯的电阻值必须对其进行掺杂。本论文讨论如何对石墨烯进行有效的掺杂，降低其电阻值，同时保证石墨烯的光透过率不低于90%，从而实现利用石墨烯制备可以实际应用的光电学器件。本论文第一部分叙述了石墨烯的电子能带结构，优秀的物理化学性质及应用前景，第二部分则介绍了石墨烯常用的制备方法，其中重点介绍了实验室中常用的机械剥离法和气相沉积法，并比较了石墨烯在这两种方法下制备出的样品质量的优缺点。第三部分则主要介绍了石墨烯的表征技术，其中重点介绍了光学显微镜及拉曼光谱的表征技术，详细分析了石墨烯的拉曼特征峰，为以后的研究提供了基础。本论文的第四部分重点阐述了利用金属氯化物对石墨烯进行掺杂及利用掺杂后的石墨烯层层叠加的方法来修饰石墨烯的光电学性质，最终使得修饰后石墨烯的电阻低于300Ω/sq，而其光透过率仍在90%以上，增强了利用石墨烯制备可以实际应用的光电学器件的可能性。实验研究过程中还讨论了利用金属氯化物修饰石墨烯光电学性质的机制。另外，本文利用石墨烯与金属纳米粒子制备复合结构，这种复合结构在可见光范围内观察到了金属纳米颗粒的等离子共振吸收峰，并且发现石墨烯及探测分子罗丹明B（RhB）的拉曼光谱被共振增强。利用石墨烯作为探测目标分子的衬底，石墨烯平整的表面有利于目标分子的吸附，而均匀分散在石墨烯表面的金银等纳米颗粒可以用来增强局域电磁场，从而增强分子的拉曼信号。