石墨烯（Graphene）是一種由碳原子以sp2雜化辦法形成的蜂窩狀平面薄膜,，是一種只有一個(gè)原子層厚度的準(zhǔn)二維資料,，所以又叫做單原子層石墨,。英國(guó)曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，用微機(jī)械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯，因此一起取得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),。石墨烯常見的粉體出產(chǎn)的辦法為機(jī)械剝離法,、氧化還原法、SiC外延生長(zhǎng)法,，薄膜出產(chǎn)辦法為化學(xué)氣相堆積法（CVD）,。因?yàn)槠浞浅Ａ己玫膹?qiáng)度、柔韌,、導(dǎo)電,、導(dǎo)熱、光學(xué)特性,，在物理學(xué),、資料學(xué)、電子信息,、計(jì)算機(jī),、航空航天等范疇都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。
    作為目前發(fā)現(xiàn)的最薄,、強(qiáng)度最大,、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的一種新式納米資料，石墨烯被稱為“黑金”,，是“新資料之王”,，科學(xué)家乃至預(yù)言石墨烯將“徹底改變21世紀(jì)”。極有或許掀起一場(chǎng)席卷全球的顛覆性新技術(shù)新產(chǎn)業(yè)革新,。
    實(shí)際上石墨烯本來(lái)就存在于自然界,，只是難以剝離出單層結(jié)構(gòu)。石墨烯一層層疊起來(lái)就是石墨,，厚1毫米的石墨大約包含300萬(wàn)層石墨烯,。鉛筆在紙上輕輕劃過(guò)，留下的痕跡就或許是幾層乃至只是一層石墨烯,。
    2004年,，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的兩位科學(xué)家安德烈·蓋姆（Andre Geim）和克斯特亞·諾沃消洛夫（Konstantin Novoselov）發(fā)現(xiàn)他們能用一種非常簡(jiǎn)略的辦法得到越來(lái)越薄的石墨薄片。他們從高定向熱解石墨中剝離出石墨片,，然后將薄片的兩面粘在一種特別的膠帶上,，扯開膠帶，就能把石墨片一分為二,。不斷地這樣操作,，所以薄片越來(lái)越薄，最后,，他們得到了僅由一層碳原子構(gòu)成的薄片,，這就是石墨烯。
    這以后，制備石墨烯的新辦法層出不窮,，經(jīng)過(guò)5年的發(fā)展,，人們發(fā)現(xiàn)，將石墨烯帶入工業(yè)化出產(chǎn)的范疇已為時(shí)不遠(yuǎn)了,。因此,，在隨后三年內(nèi)，安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫在單層和雙層石墨烯系統(tǒng)中別離發(fā)現(xiàn)了整數(shù)量子霍爾效應(yīng)及常溫條件下的量子霍爾效應(yīng),，他們也因此取得2010年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),。在發(fā)現(xiàn)石墨烯以前，大多數(shù)物理學(xué)家以為,，熱力學(xué)漲落不允許任何二維晶體在有限溫度下存在。所以,，它的發(fā)現(xiàn)立即震撼了凝集體物理學(xué)學(xué)術(shù)界,。雖然理論和試驗(yàn)界都以為完美的二維結(jié)構(gòu)無(wú)法在非絕對(duì)零度安穩(wěn)存在，可是單層石墨烯在試驗(yàn)中被制備出來(lái),。