石墨烯的研究历史

其实石墨烯本来就存在于自然界，只是单层结构很难剥离。石墨烯层层堆叠形成石墨，厚度为1 mm的石墨中含有约300万层石墨烯。铅笔轻轻划过纸张，留下的痕迹可能是几层甚至只是一层石墨烯。

2004年石墨烯在实验室。当时，来自英国曼彻斯特大学的两位科学家Andrei Cem和Kostya Novoselov发现，他们可以用一种非常简单的方法获得越来越薄的石墨薄片。他们从高定向热解石墨上剥离石墨片，然后将片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带将石墨片一分为二。一直这样下去，床单越来越薄。最后，他们得到一个只由一层碳原子组成的薄片，这就是石墨烯。此后，制备石墨烯的新方法层出不穷。经过五年的发展，人们发现将石墨烯带入工业生产领域并不遥远。因此，在随后的三年时间里，安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫分别在单层和双层石墨烯体系中发现了整数量子霍尔效应和室温下的量子霍尔效应，他们也因此获得了2010诺贝尔物理学奖。

在石墨烯发现之前，大多数物理学家认为热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在。因此，它的发现立即震惊了凝聚态物理学界。虽然理论界和实验界都认为完美的二维结构不可能在非绝对零度下稳定存在，但实验中还是制备了单层石墨烯。