石墨烯是一种由纯碳原子以sp2杂化的形式形成的蜂窝状结构排列的二维网络状的材料。正是由于其独特的结构，石墨烯具有优异的力学、热学、光学和电学等性质。特别是，由于其自旋-轨道耦合作用很弱，石墨烯具有很长的自旋弛豫长度，这为利用于人工对其自旋及磁性进行调控提供了良好的条件，因此，石墨烯在自旋电子学器件中具有巨大应用前景。研究表明，氮掺杂石墨烯是在石墨烯中引入局域磁矩的一种有效的方法。值得注意的是，石墨烯量子点由于其具有显著的量子限制效应和边界效应而表现出独特的化学和物理特性。目前，许多研究者从理论上就石墨烯量子点的轨道磁性和自旋磁性开展了一系列研究。而Swain等人首次在实验上发现了石墨量子点在室温下存在铁磁性的现象，并且认为石墨量子点的缺陷和官能团的综合效应是其磁性的主要来源。然而，到目前为止，在实验上，有关氮掺杂石墨烯的磁性研究的报道还很少。特别是，有关石墨烯量子点的磁性的实验研究更是未见报道。如何通过有效的方法提高石墨烯的自旋浓度，从而实现石墨烯的局域磁矩耦合及磁有序，对推动石墨烯的磁性研究及其在自旋电子学上的应用具有重要的意义。本论文主要研究氮掺杂氧化石墨烯(NGO)、还原氧化石墨烯量子点(RGOQDs)的磁性及光致发光(PL)性能。　　主要内容如下:　　1.光化学方法是一种快速、干净、低温、简单而高效的实验方法。本文首次利用光化学的方法制备了NGO。结果表明，仅仅光照5分钟，NGO的氮含量便可达到13.05 at.％。并且NGO的磁性相比氧化石墨烯(GO)都有大幅度的增强，其中光照10分钟和150分钟所得的NGO样品的饱和磁化强度的增强比例更是分别达到839.13和1391.30％。由此可见，通过光化学的方法对GO进行氮掺杂是提高GO磁性的有效途径。　　2.利用水热法切割GO，并对切割后所得GO的溶液进行透析而得到直径大约为1～4.5 nm的氧化石墨烯量子点(GOQDs)。最后在300、500和700℃下分别对GOQDs进行还原而得到还原氧化石墨烯量子点RGOQDs-300、RGOQDs-500和RGOQDs-700。磁性研究结果表明，在2K低温下，GOQDs表现出微弱铁磁性，而RGOQDs则出现了明显的铁磁性行为。铁磁信号的饱和磁化强度Msfcrro由GOQDs的Msferro=0.0394 emu/g分别提高至RGOQDs-300、RGOQDs-500和RGOQDs-700的0.081、0.276和0.348 emu/g。与GOQDs总的磁化强度相比，RGOQDs-300、RGOQDs-500和RGOQDs-700总的磁化强度增强幅度分别达到198.97、838.14和1209.28％。在300 K室温下，RGOQDs也表现出明显的室温铁磁行为。特别是RGOQDs-500具有940.1K的居里温度。　　3.对光化学氮掺杂所得的NGO的PL性质进行研究。发现，所有的NGO的PL强度相比GO都有大幅度的增强。其中光照10分钟的NGO样品的PL强度的增强比例更是达到1501.57％。除NGO-5外，所有NGO样品的PL增强比例与[ContentN-A-ContentN-6]有相同的变化趋势。也就是N-A能有效地增强GO的PL强度。由此可见通过光化学的方法对GO进行氮掺杂是增强GO的PL的有效途径。这表明通过光化学掺杂所得的氮掺杂氧化石墨烯是良好的荧光增强材料。　　4.对RGOQDs的PL特性进行了较为系统的研究。发现，GOQDs在436 nm处具有明亮的蓝色PL，热还原能导致GOQDs荧光出现明显的蓝移，其中RGOQDs-700最大蓝移达到76 nm。这可能是由于还原后，RGOQDs的sp2的比例的明显的上升和量子点的尺寸变小的综合效应带来的结果。同时热还原既能增强GOQDs的荧光，也能导致GOQDs的荧光淬灭。在较低温度下还原时，GOQDs的羧基等含氧官能团出现了一定量的下降，相应的sp2团簇的含量则会相应增加，从而导致荧光的增强。而在更高的温度还原时，相应的石墨型的碳含量将会明显增加，而石墨型的碳会淬灭荧光。这表明，热还原是调节石墨烯量子点PL位置和发光强度的有效途径。