2004年，英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，成功地在實驗中從石墨中分離出石墨烯，而證實它可以單獨存在，兩人也因“在二維石墨烯材料的開創性實驗”為由，共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。
石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個碳原子厚度的二維材料。石墨烯是世上最薄卻也是最堅硬的奈米材料，它幾乎是完全透明的，只吸收2、3%的光，導熱係數高，高於碳奈米管和金剛石，常溫下其電子遷移率較高。又比奈米碳管或矽晶體高，而電阻率較低，比銅或銀更低。石墨烯適合用來製造透明觸控螢幕、光板、甚至是太陽能電池。
