大和田敦之の日米の開発現場からグラフェン(Graphene)と称する新材料の応用研究が熱を帯びて来た。その名は炭素素材のグラファイトに由来し語尾のeneは二重結合を意味する。グラフェンはゲルマニウムやシリコンと同じ周期律表の四族である炭素のみで構成されるが、ダイヤモンドとは大きく異なり3次元結晶体ではない。その構造式はベンゼン環から出来ている。ベンゼン環は、よく知られているが6つの炭素原子から成り炭素—炭素の共有結合は一つおきに二重結合であり、すなわち一つおきに一重結合になっている。そのベンゼン環を2次元平面に結合させて広げて展開するとグラフェンになる。グラフェンはモノレイヤーである、即ち炭素原子一層のみの薄いシートである。したがってグラフェンは2次元原子結晶などと言われることもある。その対称性は大きいので安定な薄膜であろうことが想定される。諸文献ではその厚さが0.38nm、かつ原子間距離は、0.142nmとされ、シリコンなどと比べても原子間距離の値は小さく緻密な素材であることが想定される。グラフェンのバンドギャップはほぼ零とされる。したがってその電気伝導は金属に近いモードである。電流を運ぶ電子の移動度は驚くほど大きく15,000cm2/Vsほどもあり理論的な結果と矛盾しないことが報告(参考資料1)されている。