石墨烯是碳原子排列成单层蜂巢状的二维晶体,以sp2杂化形成,厚度为一个碳原子直径(0.34 nm),是目前世界上最薄的材料,同时也是其他不同维度石墨材料的构建基础,例如石墨烯可包裹成零维的富勒烯(Fullerene)球体,可卷绕成一维的碳纳米管(Carbon Nanotube, CNT),也可堆栈成三维的石墨。由于其sp2杂化轨域,π键结之电子有较高自由度,可在规则的晶格间移动,因此石墨烯具备良好的电子迁移率及导电度;另外,石墨烯稳定的键结结构,使声子可在晶格传递时减少能量逸散,因此有良好的导热性质;同时也由于其稳定的键结结构,石墨烯具有优良的机械强度。
电阻率:10-6 Ω · cm < Ag & Cu
电子迁移率:2 · 105cm2 / V· s >Si × 10(室温条件)
透光度:97.7%
单层:几乎透明
杨氏模量:1050 Gpa
拉伸强度:130 Gpa > 不锈钢 × 100
热导率:5300 w/m · K > Ag &Cu × 10