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一、 引言近年来，随着电子产品各行业的飞跃性发展，对于各种电子器件的结构尺寸要求越来越高，传统的三维材料器件随着尺寸的减小逐渐显现出各种量子负效应，研究人员也由此将目光转向更低维度的概念型材料的研究。
而石墨烯作为材料科学和凝聚态物理学领域迅速崛起的二维新型材料，其优越的光电特性和良好量子运输性能得到了广大研究人员的青睐。
石墨烯由单层碳原子以sp杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的一种二维碳纳米材料。
石墨烯具有优异的光学、电学、力学和机械性能，其所表现出的室温电子迁移率高达2105 cm2 V-1s-1[1,2]、导热性约5000Wm-1K-1[3,4]，比表面积（2630 m2 g-1）[5]也远超一般材料，均以超常规的数据说明了该材料在电子器件应用上的巨大潜力。
不仅如此，其所测得的杨氏模量（1100 GPa）和断裂强度（125 GPa）[6,7]也可以完全和碳纳米管相媲美，而且另外还具有一些独特的性能，如完美的量子隧道效应、半整数量子霍尔效应、永不消失的电导率等一系列性质[8] 。
在2004年以前，石墨烯一直都是以概念型材料存在，被视为是一种假设性结构，无法稳定存在。
直至2004年，由英国曼彻斯特大学物理学家安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫领导的Geim研究小组，首次成功地在实验中从石墨中分离出稳定石墨烯，从而证实它可以单独存在，推翻了经典的热力学涨落不允许二维晶体在有限温度下自由存在的理论[9]，两人也因在二维石墨烯材料的开创性实验为由，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
在石墨烯被证实可以稳定存在并能从石墨中分离出来后，便引发了石墨烯的研究热潮。
例如，2005年，张远波等人通过对石墨烯霍尔效应的研究发现石墨烯在室温下即可以具有量子霍尔效应，而之前的传统半导体材料难以在30 K以上观察到量子霍尔效应[10]。
2007年俄国科学家诺沃肖洛夫等人研究了石墨烯具有特殊的电子能带结构，发现其价带π电子和导带π*电子相交于费米能级 [11]。
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