2010年10月6日，兩位在俄羅斯出生的科學家——現年51歲物理學家蓋姆（Andre Geim）以及36歲的諾伏西羅夫（Konstantin Novoselov），因對石墨烯（graphene，又稱單層石墨）的杰出研究榮獲諾貝爾物理學獎。兩位科學家首創“膠帶剝離法”，剝出世上第一片石墨烯，這種新導電材料預料將在量子物理學、電子學甚至消費性電子裝置的研發等領域發揮重要影響力。

諾貝爾獎委員會在頌詞中特別指出，蓋姆和諾弗瑟列夫的研究把由碳原子組成的石墨片分至非常薄的一片，直至它只有一個碳原子厚度，成為石墨烯，這是量子物理學上的卓越成就。由于石墨烯實質上是一種透明、良好的導體，適合用來制造透明觸控屏幕、光板、甚至是太陽能電池。”

由于電子在石墨烯中的傳導速度比硅快100倍，這將為高速計算機芯片和生化傳感器帶來諸多進步。因此，IBM與英特爾等半導體巨頭多年來一直巨資投入石墨烯材料的研發。

真正改寫“摩爾定律”

半個多世紀以來，計算機始終遵循著“摩爾定律”（Moore's Law），這是半導體芯片巨頭英特爾（Intel）創辦人之一的摩爾（Gordon Moore）根據經驗推斷出的行業規律。根據摩爾定律，一個芯片能容納的晶體管數目，大約每18個月就會增加一倍，這解釋了現代各種裝置的核心芯片的處理速度與記憶容量快速成長的原因。

摩爾同時也預測，這個“定律”能持續到1970年代中期，但迄今還依循這個定律，但不會維持太久。根據最悲觀估計，最早到2015年，硅與其他現有材料的工程師，就會碰上另一個定律，也就是微縮（miniaturisation）限制，當有太多回路塞進一個太小空間時，就會導致溫度升高，造成效率受阻。

這就是為什么石墨稀的出現會那么令人感到振奮！英國物理學會（Institute of Physics）會長史東翰（Marshall Stoneham）說：“鉆石可能是女孩最喜愛的東西，但石墨烯以出乎意料與嶄新方式，將電子融入碳國度。”

石墨稀的電氣特性

石墨烯是由單一層碳原子構成的蜂窩般格子狀的二維晶體，是一種結合了半導體和金屬屬性的新材料，也是世上已知最薄、最硬的物質，比鋼硬一百倍，其導電性能可與銅相提并論。作為一種熱導體，其表現超越任何其他已知物質，它幾乎全部是透明的，但又十分密集，甚至原子最小的氦也難以穿過。

原本科學家認為單層石墨不可能存在于自然界中，這個悲觀的看法在2004年宣告打破，當時蓋姆和諾弗瑟列夫利用常見的膠帶，透過層層剝離，取得了只有一個原子厚度的石墨烯。由于獲得了石墨烯，科學家們如今可以研究這種具有獨立特性的二維結構物質。

雖然這種物質在化學上來說相當簡單，但它的強度、導電性與散熱性能特佳：
（1）石墨烯的導電性比銅更好，導熱性超過一切其他材料。
（2）石墨烯幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光。它也非常緊密，即使是氦原子——最小的氣體原子也無法穿透。
（3）未來甚至可能取代硅在電子界的地位。石墨烯制作的晶體管在理論上可以超越如今使用的典型計算機芯片，傳輸速度更快，而且更耐高溫。
（4）透明的特性則意味它可能用于觸控屏幕，甚至是太陽能電池，而且與塑料混合使用時，可提供輕而超強的合成材料，供下一代衛星、飛機和汽車使用。

石墨烯薄膜可能最終替代硅，因為石墨烯晶體管有效得多，更快而耗能更低。晶體管不僅非常小，用于開啟和關閉的電壓非常低，因而非常敏感，被視為目前的芯片晶體管的快速低耗能接班人。以前制造單電子晶體管的嘗試更多地采用標準的半導體材料，需要冷卻到接近絕對零度才能使用。但石墨烯單電子晶體管在室溫下工作。

瑞典皇家科學院提到石墨烯幾個可能的應用層面時指出，石墨烯晶體管預料將比現今的硅晶體管速度快很多，可打造出更快速的計算機。