石墨烯是將如同苯環一樣、由6個碳元素組成的六角形在二維平面上相互連接形成的六連環薄片。也叫石墨烯薄片。將這種薄片卷成筒狀就是碳納米管，多層層疊就是石墨。 

石墨烯薄片的上下有π電子離域。就石墨而言，電子通過與層疊的相鄰薄片的π電子重疊，進一步離域，趨于穩定。就碳納米管而言，石墨烯薄片呈圓筒構造，變成單層時，其曲率進一步減小，允許的電子狀態只有幾個，因此具備量子效應。 

由此可見，石墨烯是介于石墨和碳納米管之間的材料，不過近年石墨烯本身備受關注。從2006年開始研究論文急劇增加，作為形成納米尺寸晶體管和電路的“后硅時代”的新潛力材料，在美國研究尤其活躍。 

石墨烯的物理特性有載流子遷移率高達20萬cm2/Vs、高于金屬和碳納米管。此外有報告稱，其還具有（1）能夠大幅降低納米元件*的1/f噪聲、（2）呈負折射率、（3）石墨烯上的電子就像質量為零那樣運動等特性。另外，有人指出其還具備介于金屬和半導體之間的若干特殊性質，其多種特性突然令人倍感興趣。由于還有很多不明之處，研究人員可以大顯身手。 

供應和開發情況 

美國IBM利用雙層石墨烯大幅降低1/f噪聲 

美國IBM將兩層石墨烯重疊，試制了晶體管，結果發現能夠大幅降低納米元件*的1/f噪聲。一般而言，納米元件隨著尺寸減小，被稱作1/f的難以控制的噪聲越來越明顯，存在信噪比惡化的問題。這種現象就是*的“波格定律（Hooge's law）”，即使采用石墨烯、碳納米管以及硅材料也會產生這種現象。噪聲之所以得到控制，估計是因為兩層石墨烯之間發生了強電子結合，今后將進一步詳細闡明原因。 

富士通研形成碳納米管與石墨烯的復合構造體 

富士通研究所在相對于底板呈垂直方向整齊生成的多層碳納米管上成功自組織形成了由幾層到幾十層石墨自組織形成的新復合構造體。該研究所表示，今后將通過闡明該復合構造體的形成機理，詳細查明其物理性質，應用于發揮其特長的電子部件上