石墨烯與石墨之間有特別的親緣聯(lián)系。石墨這種資料大家或許都比較熟悉，比如說(shuō)鉛筆芯、干電池內(nèi)部的電極等，其主要成分便是石墨。從微觀結(jié)構(gòu)來(lái)看，石墨是一種層狀資料，由一層一層的碳原子堆疊而成。關(guān)于每一層而言，其間的碳原子之間以牢固的共價(jià)鍵相結(jié)合，非常安穩(wěn)。
    而層與層之間則是以一種比較弱小的作用力彼此結(jié)合的，然后使得層與層之間比較容易脫脫離。因而，厚的石墨是能夠很容易地解離成薄的石墨片的。那么，石墨的這種結(jié)構(gòu)就能夠形象地類(lèi)比成一本書(shū)，書(shū)中的每頁(yè)紙就類(lèi)比成一層碳原子。而咱們要講的石墨烯便是石墨這本“書(shū)”之中的一頁(yè)“紙”。
    那么這頁(yè)“紙”有何奇特之處，使之得到諾貝爾獎(jiǎng)的青睞呢?最關(guān)鍵就在于石墨烯這頁(yè)“紙”特別的結(jié)構(gòu)。首要，石墨烯只要一個(gè)原子層的厚度，是人類(lèi)制備出的第一種真正意義上的二維資料，推翻了傳統(tǒng)理論中“自然界中根本不或許找到安穩(wěn)存在的二維晶體資料”這一定論。
    第二，石墨烯中的碳原子是以六角蜂窩的形狀按規(guī)矩?cái)[放的(如圖一)，這種擺放方法導(dǎo)致石墨烯具有非常特別的電子能帶結(jié)構(gòu)，然后使其蘊(yùn)含了豐厚而別致的物理現(xiàn)象與性質(zhì)。在凝聚態(tài)領(lǐng)域中，資料的電子特性大都用薛定諤方程就能夠充沛描述。
    但是石墨烯是個(gè)破例，石墨烯中的電子輸運(yùn)遵循的是狄拉克方程，其間的載流子是無(wú)質(zhì)量，是類(lèi)似于相對(duì)論性質(zhì)的粒子，其有效速度接近于光速。這種資料的發(fā)現(xiàn)無(wú)疑為凝聚態(tài)物理中拓荒了一塊全新的領(lǐng)域。
    經(jīng)過(guò)上文的描述，咱們能夠知道，石墨烯能夠經(jīng)過(guò)減薄石墨來(lái)取得。而石墨是自然界中散布非常廣泛的資料，在咱們?nèi)粘Ｈ兆又惺浅３Ｄ軌蚪佑|到的。最普遍的一個(gè)比如便是鉛筆，當(dāng)你用鉛筆寫(xiě)字的時(shí)分，在紙上留下淡淡的石墨痕跡，實(shí)際上這個(gè)時(shí)分你就在制作石墨烯。