本文的研究内容属于天津市国际合作项目的一部分,项目的标题为基于石墨烯的高灵敏度SPR多功能检测仪的研究。本文探索如何制备石墨烯,并提高它的质量,并将石墨烯应用在光电传感器中。在应用上包括两个方面,一是将石墨烯直接应用于设计传感器,进行折射率检测;二是制作石墨烯-金膜复合型敏感芯片,应用在SPR传感器中,从而提高传感器的性能,如灵敏度,分辨率等。石墨烯是一种六角型蜂窝晶格的二维材料。它有特殊光学、电学性质,本文主要利用其光学特性。本文首先介绍了还原法制成多层、大尺寸石墨烯膜的过程。接着分析其在全内反射下,在近红外和可见光范围内,石墨烯对不同偏振光吸收的差异,并研究石墨烯的层数、还原程度、附着在石墨烯上的介质对光学吸收的影响。进而研究石墨烯在不同传感器中的应用。本文中利用无毒的还原剂（即抗坏血酸）对氧化石墨烯进行还原,从而在玻璃基底上制备大尺寸的石墨烯。这种石墨烯被称为还原氧化石墨烯（RGO）。通过研究反应条件对成膜质量的影响,获得平整度好、还原程度高的多层石墨烯膜。RGO具有与石墨烯类似的晶格结构,其优异的电学特性和光学特性,导致其在全内反射下,对可见光到近红外波段的S偏振光有特殊的吸收效应。这种特殊的吸收效果受RGO的厚度、还原程度的影响,并对周围介质的介电常数变化敏感。利用RGO这种特殊的光吸收,可制备新型、高性能的折射率传感器,用于生物分子特异性结合检测、生化反应进程监控、溶液浓度检测。同时,通过研究石墨烯-金膜复合结构的性能,分析石墨烯对SPR传感器灵敏度的提高效果。本论文研究RGO厚度、氧化石墨烯的还原度对传感器的灵敏提高的作用,最终获得,灵敏度为3.1044ΔR/RIU,分辨率为11.211×10^-4 RIU的高灵敏度折射率传感器。通过验证性检测,该传感器鲁棒性好、可重复性高。并通过控制石墨烯厚度,对SPR的性能做出了优化。