太赫兹波频段位于微波与红外之间,因其低能量、强透射、宽频带性等优点而具有广阔的应用前景。太赫兹源是太赫兹工程应用的关键技术之一,研制小型化、室温工作、高功率的太赫兹辐射源是太赫兹科学技术发展的迫切需求。石墨烯在太赫兹频段具备优异的电子学、光学特性,有望作为新型太赫兹辐射源的材料。本文针对石墨烯产生太赫兹辐射的机理开展研究,作出如下工作:1、分析了电抽运双顶栅极石墨烯场效应管产生太赫兹光子的工作原理,得到了石墨烯综合电导与偏置电压、弛豫时间、栅极电压及温度等因素之间的关系。介绍了光抽运单层石墨烯与电、光抽运石墨烯等离子体的太赫兹辐射机理,研究了光抽运石墨烯的综合电导和电、光抽运石墨烯等离子体的吸收系数和传播系数。2、使用ATK软件建立分子模型,研究石墨烯与金属、介电材料接触的能带结构。石墨烯与金、铂和二氧化硅接触时形成P型掺杂;与氧化铝、氮化硅、二氧化铪等介电材料接触时,石墨烯均保持其原有能带特性。对石墨烯进行拉曼光谱、SEM表征,对铬/金作为漏、源电极材料、SiO2/Si作为基底的底栅GFET进行测试,得到输出特性曲线与转移特性曲线,验证了石墨烯的P型掺杂和双极性特性。3、构建双顶栅极石墨烯纳米带场效应管器件模型,验证了器件的PN结特性,并对器件透射谱进行分析,研究了栅极电压、栅极间隙和介电层介电常数对器件输运的影响。4、提出了一种分布反馈式布拉格结构谐振腔,与双顶栅极石墨烯场效应管结合可作为石墨烯同质结太赫兹半导体激光器,对器件结构与工艺进行初步设计。使用速率方程对分布反馈式双顶栅极石墨烯场效应管进行输出特性分析,研究了偏置电流、光增益系数和载流子寿命等因素对器件输出功率的影响。