掺杂可以打开石墨烯零带隙的能带结构，对其电学性能进行控制，采用低能离子注入的方法可以对石墨烯薄膜进行定位定量掺杂。本文采用实验和分子动力学模拟结合的方法研究了低能氮离子注入下石墨烯结构的掺杂行为和掺杂后的结构性能。结果表明：低能离子束注入的方法可以对石墨烯结构进行有效掺杂，氮离子主要以置换的方式进行掺杂；掺杂的同时会带来石墨烯结构的局部破坏，低能量离子作用下石墨烯结构主要以吸附原子为主，较高能量离子束作用下石墨烯结构以空位缺陷为主；石墨烯掺杂位置会出现应力集中，拉伸过程中易于发生裂纹萌生；掺杂后的电学输运特性受掺杂离子的置换位置影响，石墨烯薄膜呈现明显的半导体性能。