碳材料是一种随处可见的材料，但也是一种非常特殊的材料，碳不但可以形成十分坚硬的金刚石，也可以形成疏软的，日常可用作书写颜料的石墨。

在最近的几十年中, 科技创新的前沿领域中一直存在着关于碳纳米材料的研究。

从发现的富勒烯[1]到发现的碳纳米管 (CNTs) [2]均引起了巨大的反响，兴起了研究热潮.。

但在 2004 年,Manchester大学的Geim小组[3]首次用机械剥离法获得了单层或薄层的新型二维原子晶体#8212;石墨烯。

石墨烯的发现，丰富了已经发现了的碳材料结构体系。

石墨烯是由 sp2杂化连接的碳原子的单原子层构成的。

石墨烯的基本结构单元为苯六元环，这是在有机结构中最稳定的结构，其理论厚度仅为 0.35 nm,这是当前发现的最薄的二维材料[3]。

其它石墨材料的基本单元是石墨烯，可以通过结构变形转化为其他结构，这使它表现出许多优异的物理化学性质。

所以石墨烯的结构蕴含了许多不同的的物理现象，例如石墨烯是已测试材料中强度最高的, 达 130 GPa[4], 是钢的 100 多倍; 石墨烯的热导率是金刚石的 3 倍，可达 5#215;103 W#183;m-1#183;K-1[5]；虽然石墨烯拥有众多不同的理化特性，但石墨烯还具有霍尔效应及室温铁磁性等特殊性质。

石墨烯的这些优异特性引起物理、化学学界的一轮又一轮的研究热潮。