石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，是构建其他维度碳质材料（如零维富勒烯、一维碳纳米管、三维石墨）的根本单元。石墨烯具有优异的电学、热学和力学性能，可望在高性能纳电子器件、复合材料、场发射材料、气体传感器及能量存储等范畴取得广泛应用。由于其共同的二维结构和优异的晶体学质量，石墨烯蕴含了丰富而新奇的物理现象，为量子电动力学现象的研讨供应了理想的平台，具有重要的理论研讨价值。因此，石墨烯迅速成为材料科学和凝聚态物理范畴近年来的研讨热点之一。
        中国科学院金属所沈阳材料科学国家（联合）实验室先进炭材料部的研讨人员在石墨烯的研讨方面取得的发展首要包含以下三个方面。
       可控制备出高质量石墨烯。根据层数不一样，石墨烯的电子结构会产生显著改变，因此完结石墨烯层数的可控制备非常关键。与微机械剥离和外延生长方法比较，化学剥离是一种有望完结石墨烯低成本宏量制备的有用方法，但所制备的石墨烯大多为单层、双层和多层石墨烯的混合物。基于对化学剥离方法制备石墨烯过程的剖析，他们提出了使用石墨原料的尺寸与结晶度不一样来控制石墨烯层数的策略，宏量控制制备出单层、双层和三层占优的高质量石墨烯，被审稿人认为是“石墨烯研讨和应用的重大发展”。为了进一步前进化学剥离方法制备的石墨烯的质量，他们根据氢电弧放电反响温度高、可完结快速加热及原位复原的特点，选用电弧加热胀大解理石墨以去除含氧官能团和愈合结构缺陷，从而前进了石墨烯的质量。较一般快速加热方法，选用氢电弧方法制备的石墨烯的抗氧化温度前进了近100℃，导电率前进了近2个数量级。
    提出了表征石墨烯结构的新方法。石墨烯表征方法的建立是对其结构进行快速有用表征、控制制备及应用的前提和基础。他们在反射率核算的基础上，引入色度学空间概念，提出了快速、精确、无损表征石墨烯层数的总色差方法，解释了只要在特定基底上石墨烯可见的原因，并使用该方法对基底和光源进行了优化，提出并实验证实了更利于石墨烯光学表征的基底和光源，前进了光学表征的精度，为石墨烯层数的快速精确表征、控制制备及物性研讨奠定了基础。
    此外，针对目前石墨烯拉曼光谱信号弱、难以对其精细结构进行表征的难题，课题组还发明了一种增强的拉曼散射技能，不只可前进石墨烯拉曼光谱的信号强度，并且可取得一般拉曼光谱不能得到的石墨烯的精细结构特征。