石墨烯是构成石墨结构的碳的单原子层,是世界上第一种制备出的单原子层二维材料。由于独特的二维结构,石墨烯具有超高的载流子迁移率,对外界环境表现出极高的灵敏性。石墨烯的二维结构为其提供了可用于传感检测的检测区域,石墨烯对环境的灵敏性使其能够得到显著的电信号变化。上述性质使石墨烯在传感检测领域得到大力发展,本研究制备了场效应晶体管形式的石墨烯传感器,并且构建了石墨烯传感器的检测体系。首先对石墨烯本身性质进行表征,证明了实验中所用的石墨烯为大面积单层石墨烯,其各项性能能够胜任后续传感检测对材料的要求。传感检测中,石墨烯传感器分别对DNA分子和汞离子两种物质进行了检测。石墨烯传感器对特定序列DNA分子存在特异性响应,可以检测1 pM至100 nM浓度的DNA溶液。DNA分子对石墨烯实现了n型掺杂,相应地,石墨烯场效应晶体管转移特性曲线的狄拉克点左移,狄拉克点对应的最小电导电压减小,电压变化量为0.1 V。同时,DNA溶液使石墨烯的方阻增大了38%,使石墨烯的载流子浓度降低了38%。通过改变DNA与石墨烯的结合方式,可以将DNA的可测浓度降低至1 fM。在传感器对汞离子的检测中,汞离子的可测浓度为100 pM至100 nM,最小电导电压变化量为0.073 V。作为对传统的PMMA转移石墨烯的补充,本研究采用金纳米层作石墨烯转移过程中的支撑层,并且证明,金转移石墨烯拥有更为清洁的表面。考察金转移石墨烯传感器对汞离子的检测性能,发现金转移传感器可测的汞离子浓度范围拓宽,为10 pM至100 nM,同时最小电导电压变化量增大为0.132 V。最终,本研究制备了一种石墨烯传感器,该传感器能够有效检测特定DNA分子和汞离子。更多的,本研究提供了一种石墨烯传感检测平台,通过对传感器的不同修饰方法,有望实现对更多待测物的检测。