グラフェンは、六角形格子に配列した炭素原子の単層からなる二次元材料である。この構造が、高い電気伝導性、熱伝導性、柔軟性、光学的透明性といったグラフェン独自の特性を生み出している。
二次元構造： グラフェンは、厚さわずか0.34nmの単原子層材料である。炭素原子は、原子間距離1.42Åのハニカム格子に密に詰まっている。この二次元配列が、グラフェンの卓越した特性の根本的な理由である。
ユニークな特性： グラフェンの2次元構造は、理論比表面積（2630 m2/g）、超高電子移動度（～2×105 cm2/Vs）、高ヤング率（1 TPa）、卓越した熱伝導率（3500～5000 W/mK）を可能にする。また、電気伝導性にも優れており、臨界電流密度は108A/cm2である。
用途 グラフェンのユニークな特性は、エレクトロニクス、複合材料、膜、次世代再生可能エネルギー技術（太陽電池など）など、さまざまな用途に適している。しかし、汚染物質や欠陥がほとんどなく、粒径が大きい高品質のグラフェンを合理的な低コストで大量生産することは、依然として課題となっている。
製造方法： グラフェンの製造には、機械的剥離、液相剥離、炭化ケイ素（SiC）の昇華、化学気相成長（CVD）など、さまざまな方法が開発されている。CVDグラフェンとは、CVD法によって製造されたグラフェンのことであり、他の形態のグラフェンとは区別される。CVD法は高品質のグラフェンを得るための効果的な方法であるが、シート抵抗が高くなり、グラフェンを用いた透明電極を使用する有機電子デバイスの性能に影響を及ぼす可能性がある。
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