石墨烯是由碳原子組成的一種單層二維晶體材料，其厚度僅為一個原子的厚度。因此，石墨烯被認為是一種二維材料。
二維材料是指厚度在納米尺度范圍內的材料，即在一維和三維之間的材料。這些材料具有獨特的物理和化學性質，由于其表面積和厚度的減小，使其在電子、光學和機械應用方面具有很高的潛力。二維材料還包括石墨烯、硼氮化物、過渡金屬二硫化物等。
二維資料的全名為二維原子晶體資料，是伴隨著2004年曼徹斯特大學（University of Manchester）Geim 小組成功別離出單原子層的石墨資料——石墨烯（graphene） 而提出的。石墨烯杰出的特點是單原子層厚，高載流子搬遷率、線功能譜、強度高。無論是在理論研討還是使用范疇，石墨烯都引起了極大的愛好，Geim自己稱之為“Gold Rush（淘金熱）”。
后續又有一些其他的二維資料連續被別離出來，如氮化硼（BN）、二硫化鉬（MoS2）、二硫化鎢（WS2）、MXene資料。最近在凝聚態物理范疇有著廣泛的研討。
二(er)維(wei)資(zi)料因其載流子(zi)搬遷和(he)熱量擴散都被限制在(zai)(zai)二(er)維(wei)平面(mian)內，使得這(zhe)種資(zi)料展(zhan)現出許(xu)多獨特的(de)性(xing)質(zhi)(zhi)。其帶隙可調的(de)特性(xing)在(zai)(zai)場(chang)效應管、光(guang)(guang)電器(qi)材(cai)(cai)、熱電器(qi)材(cai)(cai)等范疇(chou)(chou)使用廣泛；其自(zi)旋(xuan)自(zi)在(zai)(zai)度和(he)谷自(zi)在(zai)(zai)度的(de)可控性(xing)在(zai)(zai)自(zi)旋(xuan)電子(zi)學和(he)谷電子(zi)學范疇(chou)(chou)引起(qi)深(shen)入研討；不同(tong)的(de)二(er)維(wei)資(zi)料由于(yu)晶體結構的(de)特別(bie)性(xing)質(zhi)(zhi)導致(zhi)了不同(tong)的(de)電學特性(xing)或光(guang)(guang)學特性(xing)的(de)各(ge)向(xiang)(xiang)異(yi)性(xing)，包括拉曼光(guang)(guang)譜、光(guang)(guang)致(zhi)發光(guang)(guang)光(guang)(guang)譜、二(er)階諧波譜、光(guang)(guang)吸收譜、熱導率、電導率等性(xing)質(zhi)(zhi)的(de)各(ge)向(xiang)(xiang)異(yi)性(xing)，在(zai)(zai)偏振光(guang)(guang)電器(qi)材(cai)(cai)、偏振熱電器(qi)材(cai)(cai)、仿生(sheng)器(qi)材(cai)(cai)、偏振光(guang)(guang)勘探等范疇(chou)(chou)具有很大(da)的(de)發展(zhan)潛力。