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本文首先利用微机械剥离法制备不同层数的石墨烯样品，并利用不同类型的氟等离子体对石墨烯进行氟化，利用拉曼光谱技术研究不同层数石墨烯氟化和掺杂的情况，并找到石墨烯氟化的最佳方案。其次，研究石墨烯中心区域与边缘的氟化差异，研究石墨烯边缘的特殊性质。再次，通过观察测量多壁碳纳米管束在非均匀磁场中的偏移，研究碳纳米管磁性的位置、大小和起源。最后，通过微机械剥离法制备不同层数的硫化钼，通过表面蒸镀金膜和银膜研究硫化钼的表面性质和拉曼增强性质。论文的主要研究内容如下: 1.石墨烯表面性质的层数相关性及表面掺杂:利用氟化硫(SF6)等离子体对石墨烯进行处理，我们发现在相同的SF6等离子体处理条件下，单层石墨烯的拉曼峰变化最为明显，表明单层石墨烯更容易被SF6等离子体氟化。并且这种氟化能够通过真空热处理还原。这种偏向于单层石墨烯的氟化结果，是由于单层石墨烯具有更大的微结构起伏和碳层之间相互作用束缚的缺失所导致的。这一研究结果为石墨烯表面性质的研究和等离子技术在表面修饰领域的应用提供了新思路。在此基础上，系统考察了三氟甲烷(CHF3)与四氟化碳(CF4)等离子体对石墨烯氟化的作用。发现两种等离子气体对石墨烯的氟化能够对其引入空穴掺杂，即P型掺杂。在相同的实验条件下，单层石墨烯的氟化更为明显。另外，CF4等离子体处理能为石墨烯引入了更多的掺杂和更少的杂质。CF4等离子体氟化的石墨烯能够在高温中实现退氟化，而CHF3等离子体氟化的石墨烯在真空热处理后仍然存在不少缺陷。从而进一步说明CF4等离子体是石墨烯氟化的优化选择。通过真空热蒸镀的方法直接将富勒烯分子分散在石墨烯表面制备富勒烯/石墨烯复合物;同时利用微机械剥离法将石墨烯撕在附着有富勒烯膜的基底上得到石墨烯/富勒烯复合物。富勒烯分子更容易为富勒烯/石墨烯复合物中的石墨烯引入P型掺杂，并且这种掺杂具有层数相关性，C60/MG复合物的掺杂更明显。同时真空热处理能够增加石墨烯与富勒烯分子之间的结连，使得掺杂浓度更高。 2.石墨烯边缘结构的可控制备及性质研究:机械剥离制备的单层石墨烯边缘拉曼数据并不具有明显的边缘手性差异性，我们认为机械剥离制备的石墨烯边缘并不像理想状况下那样全部为锯齿边缘或全部为椅型边缘，应该是两者的混合型。同时，SF6和CHF3两种等离子体都会对石墨烯的中心区域和边缘进行P型掺杂，但石墨烯的边缘更容易被氟化。这是因为石墨烯边缘的电子结构与中心区域的电子结构完全不同，并且边缘碳原子的悬键是石墨烯边缘结构具有更高“活性”的一个重要原因。对比两种等离子体对石墨烯的氟化，发现在相同实验条件下，CHF3等离子体虽然会对石墨烯进行氟化，引入P型掺杂，但同时也会引入较多的缺陷。所以在实验条件相同的前提下，SF6等离子体是对石墨烯进行掺杂的和氟化的优化选择 3.多壁碳纳米管开口端的巨磁矩研究:多壁碳纳米管束悬臂梁在非均匀磁场中发生偏移。去除碳管束顶端催化剂颗粒后悬臂梁仍然能够被磁体吸引，排除铁催化剂颗粒的影响。通过进一步实验，我们排除了磁体与碳管束相互吸引来源于静电相互作用。分析实验结果，我们还发现磁体对碳管束的吸引作用主要作用在管束的顶部，说明碳管的磁矩在顶端。通过磁场中磁矩受力的公式反推出碳管顶部磁矩的大小，得出碳管开口端磁矩约为4.73μB/(A)2，相应的磁场强度约有19.0特斯拉。 4.硫化钼-贵金属复合物及拉曼增强的研究:观察硫化钼表面热蒸镀的金属膜形貌，我们发现随着硫化钼层数增加:金颗粒变得更加细腻，晶粒密度变大;银颗粒变得更加粗糙，晶粒密度也相应变小。这主要归结为金和银与硫化钼具有不同的接触类型（金与硫化钼之间为肖特基接触，银与硫化钼之间为欧姆接触）。514nm波长激光下，金膜修饰的硫化钼并没有观察到拉曼增强现象;633 nm波长激光下，银膜修饰的硫化钼的拉曼谱为共振拉曼谱，并且能够明显观察到拉曼增强现象。经过真空热处理后，两种金属修饰的样品都能观察到拉曼增强。其中银修饰的样品，拉曼增强进一步加强，并且以单层硫化钼更为突出。另外，表面蒸镀不同厚度的钯膜的硫化钼样品，在经过不同温度的真空热处理后，能够实现硫化钼的逐层消除。