石墨烯拥有众多的优异性能,现已应用于生活的许多领域。然而,石墨烯的价带和导带相连,阻碍了其在电子学领域的应用,所以打开石墨烯的带隙成为石墨烯研究方向中的重中之重。依据是否直接破坏石墨烯的结构,可以将打开石墨烯的方法分为两大类。一类是直接破坏石墨烯的结构打开带隙的方法,如掺杂、吸附原子和引入周期性缺陷等。另一类是不直接破坏石墨烯的结构打开带隙的方法,如施加电场、外加应力和衬底影响等。这些打开石墨烯带隙的方法,要么会破坏石墨烯的结构,影响到石墨烯的原有性能,要么实验条件比较苛刻,不利于大规模的生产应用。因此,需要寻找新的打开石墨烯带隙的方法。摩擦纳米发电机（TENG）具有高输出电压的特性,极易使空气分子产生电离。摩擦电微等离子体产生的O₂^-离子化学吸附在材料表面,将会改变材料的结构和光电性能。目前,采用摩擦电微等离子体技术已经实现了对一维材料ZnO和二维材料MoS2的电学传输和光检测特性的调控。因此,在本论文中,我们将摩擦电微等离子体技术应用于单层石墨烯的调控,实现该技术在二维材料领域的应用拓展。摩擦电微等离子体产生的O₂^-离子化学吸附在单层石墨烯表面,将使单层石墨烯的结构产生畸变,为打开石墨烯的带隙提供新的研究方法和技术手段。由于O₂^-离子在单层石墨烯表面的状态并不稳定,通过升温和加高电压的方式可以使其得到部分脱附,从而实现对单层石墨烯能带结构和电学特性的可逆调控。在本论文中,采用湿法转移的方法将石墨烯薄膜转移到叉指电极,通过拉曼光谱对转移后的石墨烯进行表征,结果表明该方法制备出结构比较完整的单层石墨烯器件。独立层模式的摩擦电微等离子体进行研究,通过调节针尖与极板之间的距离d,得到不同种类的放电类型。当d≤0.38mm时,产生了放电电流较大的弧光放电。当d≥0.50mm时,产生了放电电流较小的电晕放电。纯氧气氛中摩擦电微等离子体对单层石墨烯进行调控。当针尖与单层石墨烯之间的距离为0.50mm时,单层石墨烯的电流随着摩擦电微等离子体调控次数的增加逐渐减小,开关比最大可达107。摩擦电微等离子体有效调控单层石墨烯时,单层石墨烯接收到的放电流约为5.5μA,与较近距离负电晕放电产生的电流大小相吻合。通过拉曼（Raman）光谱对调控过程中单层石墨烯的表面结构进行研究。随着摩擦电微等离子体调控次数的增加,单层石墨烯Raman特征峰中的缺陷峰（D峰）逐渐增大,单层石墨烯的结构紊乱程度加大。摩擦电微等离子体调控后,单层石墨烯与金属电极之间的接触类型转变为肖特基接触。测试摩擦电微等离子体调控后单层石墨烯的变温电流曲线,调控后的单层石墨烯打开了带隙,表现出半导体特性。摩擦电微等离子体调控后的单层石墨烯进行升温或加高电压恢复处理,恢复后单层石墨烯的电流增大。通过Raman光谱对恢复前后单层石墨烯的结构进行研究。升温或加高电压恢复后单层石墨烯Raman特征峰中的缺陷峰（D峰）减小,单层石墨烯的结构变得有序。恢复前后单层石墨烯与金属电极之间的接触类型进行研究。升温或加高电压恢复后单层石墨烯与金属电极之间的接触类型转变回欧姆接触。优化调控装置,采用铜网将摩擦电微等离子体产生的电子过滤掉,避免了调控过程中电子带来的影响。仅有O₂^-离子作用于单层石墨烯表面时仍能起到调控效果,单层石墨烯升温恢复后结构和性能仍不能得到完全恢复。通过X射线光电子能谱（XPS）对调控前后及升温恢复后单层石墨烯表面的化学组成和元素价态进行研究。摩擦电微等离子体调控后,单层石墨烯表面的氧元素含量由调控前的9.16%上升到调控后的24.54%,sp2杂化的C和sp3杂化的C含量由调控前的67.65%、22.19%变化为调控后的42.64%、32.95%。升温恢复后,单层石墨烯表面的氧元素含量由调控后的24.54%下降到升温恢复后的16.93%,sp2杂化的C和sp3杂化的C含量由调控后的42.64%、32.95%变化为升温恢复后的61.78%、24.94%。通过理论计算对摩擦电微等离子体调控过程中的机理进行研究,摩擦电微等离子体产生的O₂^-离子改变了原来的吸附路径,进而实现了单层石墨烯表面的化学吸附。同时,通过理论计算得出,摩擦电微等离子体调控后的单层石墨烯打开了0.23eV的带隙。