Graphen ist die Bezeichnung für (fast) zweidimensionale hexagonale Kohlenstoffkristalle, aufgebaut analog zu einzelnen Graphitschichten, d. h. in der speziellen sp2-Hybridisierung. Einlagige Kohlenstoffschichten wurden zum ersten Mal verwendet, um den Aufbau und die elektronischen Eigenschaften komplexer, aus Kohlenstoff bestehender Materialien beschreiben zu können. Die herausragenden elektrischen Eigenschaften der Graphene sind vergleichbar mit denen von Kohlenstoffnanoröhrchen (Carbon Nanotubes – CNTs). Sie haben ein großes wissenschaftliches Interesse an diesem neuen Material hervorgerufen. Experimentelle Ergebnisse und Simulationen zeigten Stromdichten von ~ 109A/cm2, größer als die von aktuell in der Industrie eingesetzten Leitermaterialien, und hohe Ladungsträgermobilitäten > 5000 cm2 / Vs in der Größenordnung von III-V Halbleitern. Der Nobelpreis für Physik 2010 wurde an Andre K. Geim und Konstantin Novoselov für deren Arbeiten zu Graphen vergeben.