石墨烯具有零带隙的特性，导致石墨烯场效应晶体管（graphene field effect transistor; GFET）不能截断，限制了其在数字晶体管中的应用。石墨烯具有超高本征载流子迁移率[200000厘米²/（伏·秒）]、超高饱和漂移速度（10⁸厘米/秒）、宽波段的光电响应特性，以及超薄结构抑制短沟道效应的优势，理论上可以作为实现高特征频率（f_T）和谐振频率（f_max）的射频器件，使其在射频和太赫兹频段的应用潜力超过传统半导体材料。

利用第一性原理模拟，北京大学研发人员构造了沟道长度小于10纳米的理想GFET，并计算其射频特性。仿真结果显示，当栅长小至0.91纳米时，石墨烯晶体管本征f_T可高达21太赫，展示出石墨烯射频晶体管的应用潜力。然而，由于石墨烯材料对界面敏感，导致迁移率降低，以及器件结构和工艺制作等问题，石墨烯的本征优势实际上难以发挥。

2010年，中国学者廖蕾等人制备了T栅石墨烯射频器件，栅长140纳米的器件本征f_T达到300吉赫，远超同尺寸下的硅器件。2012年，中国学者段镶锋等人使用转移栅介质的方法降低了栅界面散射，栅长40纳米的石墨烯器件本征f_T达到427吉赫。2012年，美国国际商业机器公司（International Business Machines Corporation; IBM）采用化学气相沉积法制备石墨烯材料，获得了本征fT高达300吉赫的器件。2013年，通过降低寄生效应的影响，提高了本征f_max，美国佐治亚理工学院用T型栅设计降低栅阻，实现了250纳米栅长的石墨烯器件，本征f_max达70吉赫，实测值为38吉赫。2014年，河北半导体研究所采用类似的T型栅工艺，实现了栅长100纳米、本征f_max达105吉赫的石墨烯器件。2016年，南京电子器件研究所设计了一套自对准和T型栅的工艺方案，降低了欧姆接触和寄生效应的影响，f_max达到了200吉赫。这些研究工作逐步优化了石墨烯材料、器件结构和工艺，提高了器件性能，为石墨烯射频器件应用提供了可能。

基于石墨烯的射频器件弥补了传统半导体在该领域的不足，显示了其与传统半导体材料不同的优良特性，真正发挥了石墨烯卓越的材料特性，展示了它在射频、太赫兹、光通信等领域的重要应用方向和前景。