碳(Carbon)是自然界中萬物組成重要的元素之一,也是有機體構成的重要元素。
碳會以各種不同混層軌域(sp、sp2、sp3)的同素異形體存在,
而不同的形式下也構成不同的物理與化學性質。
碳的存在形式包括零維的富勒烯(Fullerene)、一維的奈米碳管(Carbon nanotube)、
二維的石墨烯(Geaphene)和三維的石墨與金剛石,
而石墨烯是除了金剛石以外其他碳晶體構成的基本單元。
富勒烯是六十個碳原子以12個五角形內嵌所組成的球狀結構;奈米碳管是捲成管狀結構的石墨烯;
石墨則是以石墨烯層層堆疊而層的。石墨烯(Graphene),
又被稱為單層石墨,是尺寸僅有一個碳原子厚度,
且由sp2雜化軌道所組成的六角型蜂巢晶格所排列而成的單層二維平面膜。