グラフェンとは、炭素原子が蜂の巣状（六角形格子）に並んだ原子1層分の厚さしかない2次元材料で、2004年に発見されました。極めて高い電子移動度、優れた熱伝導性、機械的強度、透明性を併せ持つ「夢の新素材」として注目されています。
電子移動度はシリコンの100倍以上に達し、高速トランジスタや高周波デバイス、透明電極、センサーへの応用が研究されています。ただしバンドギャップを持たないためそのままではスイッチを完全にオフにできず、論理素子化には工夫が必要です。カーボンナノチューブや他の2D材料とともに次世代エレクトロニクスの候補です。
グラフェンは炭素原子1層からなるため厚さは原子1個分しかなく、それでいて鋼鉄より強く、銅より電気を通し、極めて高い熱伝導性と透明性を併せ持ちます。電子はあたかも質量がないかのように振る舞い、シリコンの100倍以上ともいわれる移動度を示します。
ただしグラフェンはバンドギャップを持たないため、そのままではトランジスタを完全にオフにできず、論理素子化にはナノリボン化や二層構造でギャップを開けるなどの工夫が必要です。当面は透明電極、高周波デバイス、センサー、放熱材、複合材料などでの実用化が先行すると見られています。