石墨烯（Graphene）是一种由单层或数层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状结构的碳质新材料。石墨烯薄膜因具有优异的电学、光学性能，在微电子、光电子领域具有广泛的应用前景；还原氧化石墨烯（reduced graphene oxide, rGO）粉末因具有高比表面积、高电化学活性，在新能源器件领域具有广泛的应用前景。石墨烯的非金属掺杂能有效调制石墨烯的能带结构、电学性能及电化学性能。石墨烯的可控制备及掺杂效应，成为当前国际研究前沿与热点。本论文以石墨烯薄膜与rGO粉末的可控制备及掺杂效应为研究对象，首先，系统研究本征石墨烯薄膜及氮、硫、硅掺杂石墨烯薄膜的可控制备，以及掺杂原子对石墨烯薄膜的电子结构、电学性能的影响规律及物理机制；然后，系统研究rGO粉末及硫、磷、硅掺杂rGO粉末的可控制备，以及掺杂原子对rGO 电子结构、电学性能、电催化性能的影响规律及物理机制。