本发明提供了一种半导体石墨烯纳米带及其制备方法与应用，制备方法包括步骤：将单壁碳纳米管在空气中进行退火处理，之后加入浓硫酸中并搅拌，得到单壁碳纳米管悬浮液；将高锰酸钾加入单壁碳纳米管悬浮液中，进行反应；反应完成后，将反应液倒入冰水中，过滤、干燥，得到具有缺陷的单壁碳纳米管；将得到的具有缺陷的单壁碳纳米管加入十二烷基苯磺酸钠水溶液中进行超声处理，经过滤、干燥，得到半导体石墨烯纳米带，经高温退火，得到高品质半导体石墨烯纳米带。本发明的方法工艺简单、易于大规模制备，得到的半导体石墨烯纳米带品质高、均匀性好。基于所得石墨烯纳米带的场效应晶体管不仅得到超过10⁵的电流开关比，而且还具有光致发光效应。