随着光芯片技术的不断发展,在纳米尺度上增强光与物质相互作用,是实现光信息高速传输与处理的重要手段。表面等离激元能够突破传统光学衍射极限,而且具有很强的局域场增强特点,可以实现纳米尺度下光信号的操控与处理,因此在生物检测、传感等方面都有很大的发展空间。然而,目前对于等离激元的研究大多都是基于金、银等贵金属,光学响应通常处于可见光和近红外波段。对于金属而言,一旦确定了其材料种类、结构和大小,其等离激元波长便不可调,而且金属中具有较高的欧姆损耗,这对于等离激元的传输十分不利。半导体材料本身具有很高的载流子迁移率,并且可以通过掺杂来获得更高的载流子浓度,进而实现等离激元波长的可调性。石墨烯作为一种二维半金属材料,具有超高的载流子迁移率和较宽的响应波段,可激发高度局域的表面等离激元,且损耗较低,同时通过化学掺杂以及施加偏压的方法可以调整石墨烯的费米能级,进而实现石墨烯等离激元频率的可调性。目前制备的石墨烯基等离激元纳米结构通常利用转移的石墨烯与其它贵金属材料复合来制备,转移过程必然会引入材料的污染、破损等问题,这会直接降低石墨烯载流子的迁移率,进而影响其等离激元寿命。而且在器件加工过程中光刻胶的使用也会对样品质量造成影响。针对上述问题,本论文以石墨烯基等离激元纳米结构为研究对象,将石墨烯与半导体二者巧妙结合设计一种新型一维等离激元纳米结构,并开展高质量石墨烯基等离激元纳米结构的制备及性能调控等研究,为石墨烯基等离激元纳米结构的发展提供一个可行的思路。主要研究内容如下:（1）一维锗/石墨烯表面等离激元纳米结构的制备。锗作为一种新兴的半导体等离激元材料,具有与石墨烯类似可调的中红外等离激元效应,且光损耗较低。通过将锗与石墨烯巧妙结合,构建新型等离激元纳米结构,实现两者等离激元的耦合增强。具体为首先通过使用化学气相沉积的方法在高温管式炉中实现单晶锗纳米线的制备,然后在同一体系下通过更换气体碳源以及温度,在锗纳米线的表面实现高质量石墨烯的生长。本实验通过两步原位生长的方法,直接构建一维等离激元纳米结构,避免了石墨烯因转移过程带来的污染导致的等离激元的衰减。利用电子显微学、Raman光谱、原子力显微学等多种测试技术对石墨烯、锗纳米线的形貌以及结晶质量进行表征。研究结果表明,制备的锗纳米线为单晶结构,外表面光滑且无污染,表面生长的石墨烯质量高,这说明已实现了一维锗/石墨烯表面等离激元纳米结构的可控制备。（2）一维锗/石墨烯表面等离激元纳米结构的性能调控。为实现一维等离激元纳米结构的性能调控,分别从锗纳米线的直径和掺杂调控两个方面进行研究。实验中通过设计催化剂颗粒的大小以及生长温度,进而实现不同直径锗纳米线的制备;通过调整掺杂源的量,实现高载流子浓度锗纳米线的制备。利用时域有限差分（FDTD）理论模拟不同直径以及载流子浓度下锗纳米线的等离激元响应。用扫描近场光学显微镜（SNOM）研究所制备的锗纳米线以及一维锗/石墨烯表面等离激元纳米结构的近场光学成像,验证其等离激元响应特性,并利用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）远场探测所制备样品对CEMS（2-氯乙基甲基硫醚）、PDMS（聚甲基丙烯酸甲酯）等分子的选择性增强效应。本研究为原位制备低维石墨烯基等离激元纳米结构提供了有效的途径,也为开发片上集成高灵敏度石墨烯光电器件提供了新思路。