石墨烯的出现,激发了二维材料的研究热潮。目前,石墨烯已被发现的性能在众多领域中占据着首位,被认为是一种未来革命性的材料。在光电器件领域,石墨烯拥有超高的载流子迁移率、可调的电导率和极高的透光率等优异的光学和电学性能,具有很大的发展潜力和应用前景。本文从实用化前景出发,选择与半导体技术基本兼容的化学气相淀积(CVD)方法制备的大面积石墨烯,开展了其在太赫兹探测器和micro-LED中的应用研究(尤以micro-LED为重)。本论文是在国家重点研发计划(No:2017YFB0403100,2017YFB0403102)的支持下完成的,主要研究内容如下:(1)设计并制备了一种蝶形天线集成的石墨烯太赫兹探测器,确定了器件的关键参数,如电极形状和尺寸,沟道间距,石墨烯尺寸,栅氧化层形状和厚度等,并对栅氧化层材料进行了遴选,优化了电极剥离的工艺。(2)探究了器件耦合效率最高的频率,对GFET进行了场效应测试,对石墨烯太赫兹探测器进行了常温和低温条件下的光响应测试。(3)第一次提出将基于GaN的micro-LED和GFET驱动电路集成到同一衬底来规避目前micro-LED的巨量转移问题。设计和制备了一种基于GaN的microLED和GFET单片集成的器件,同时石墨烯还作为micro-LED的透明电极。确定了器件的关键参数,如micro-LED的尺寸,石墨烯的尺寸,GFET的沟道间距,电极面积,栅氧化层和隔离层的形状,研究了器件制备的工艺条件及所需的材料。(4)对micro-LED/GFET单片集成器件分别进行了单独和集成的测试,研究了GFET的输出特性和转移特性,micro-LED的I-V特性及电流扩展情况,探究了GFET对micro-LED的调控能力。