中國科學(xué)院金屬研究所成會(huì)明研究員和任文才博士在《2008科學(xué)發(fā)展報(bào)告》上發(fā)表題為“石墨烯——碳家族中又一種性質(zhì)獨(dú)特的新材料”的文章，對(duì)石墨烯的結(jié)構(gòu)和發(fā)展、理論研究價(jià)值、應(yīng)用前景等進(jìn)行了介紹。

　　文章首先對(duì)石墨烯進(jìn)行了簡單介紹。石墨烯是碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的一種碳質(zhì)新材料，厚度僅為頭發(fā)的20萬分之一，是構(gòu)建其它維數(shù)碳質(zhì)材料(如零維富勒烯、一維納米碳管、三維石墨)的基本單元，具有極好的結(jié)晶性及電學(xué)質(zhì)量。

　　文章接著概述了石墨烯的發(fā)展情況。石墨烯的理論研究已有60多年的歷史，被廣泛用來描述不同結(jié)構(gòu)的碳質(zhì)材料的性能。真正能夠獨(dú)立存在的二維石墨烯晶體由2004年英國曼徹斯特大學(xué)的Novoselov等利用膠帶剝離高定向石墨的方法獲得，并發(fā)現(xiàn)石墨烯載流子的相對(duì)論粒子特性，從而引發(fā)石墨烯研究熱。

　　接著，文章分析了石墨烯的理論研究價(jià)值，闡述其豐富而新奇的物理現(xiàn)象。石墨烯是零帶隙半導(dǎo)體，具備獨(dú)特的載流子特性和優(yōu)異的電學(xué)質(zhì)量。石墨烯獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)為粒子物理中難以觀察到的相對(duì)論量子電動(dòng)力學(xué)效應(yīng)的驗(yàn)證提供了便捷的手段。另外，彎曲石墨烯的量子電動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象研究可能有助于解決某些宇宙學(xué)問題。

　　文章進(jìn)一步介紹了石墨烯在納電子器件及其它方面的可能應(yīng)用。在納電子器件方面，石墨烯的可能應(yīng)用包括：電子工程領(lǐng)域極具吸引力的室溫彈道場(chǎng)效應(yīng)管;進(jìn)一步減小器件開關(guān)時(shí)間，THz超高頻率的操作響應(yīng)特性;探索單電子器件;在同一片石墨烯上集成整個(gè)電路。其它潛在應(yīng)用包括：復(fù)合材料;作為電池電極材料以提高電池效率、儲(chǔ)氫材料領(lǐng)域、場(chǎng)發(fā)射材料、量子計(jì)算機(jī)以及超靈敏傳感器等領(lǐng)域。

　　最后，文章總結(jié)了石墨烯的發(fā)展，預(yù)計(jì)將來石墨烯在理論研究和實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域存在巨大潛力和發(fā)展前景。