单层石墨烯（Single-layer Graphene）是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的二维蜂窝状晶格结构的单原子层材料。它是目前已知最薄的材料，厚度约为0.335纳米，仅为一个碳原子的直径。单层石墨烯是石墨的基本结构单元，也可以看作是碳纳米管和富勒烯的构造基础。

结构特征

单层石墨烯的结构具有高度对称性，每个碳原子与周围三个碳原子通过共价键连接，形成规则的六边形网格。这种晶格结构具有高度的二维性，使其在物理性能和电子结构上表现出与三维材料完全不同的特性。

合成方法

目前制备单层石墨烯的方法主要包括以下几类：

1. 机械剥离法：最早使用的一种方法，通过从高质量石墨中剥离得到单层石墨烯，操作简单但产量较低。

2. 化学气相沉积法（CVD）：在金属基底（如铜或镍）上沉积碳源气体（如甲烷）裂解形成石墨烯，是目前工业化应用中最常用的方法。

3. 氧化还原法：通过氧化石墨形成氧化石墨烯，再还原得到石墨烯，适合大规模制备，但层数和缺陷控制相对较困难。

4. 液相剥离法：利用溶剂将石墨分散并剥离为单层或少层石墨烯，适合制备分散液体形态的石墨烯。