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)維資(zi)料因其(qi)載(zai)流子搬遷和熱(re)(re)量(liang)擴散都被限制在二(er)維平面內，使得這種資(zi)料展(zhan)現出許多(duo)獨特(te)的(de)(de)性質(zhi)。其(qi)帶隙可調的(de)(de)特(te)性在場效(xiao)應(ying)管、光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)器(qi)材、熱(re)(re)電(dian)(dian)器(qi)材等(deng)范疇使用(yong)廣泛(fan)；其(qi)自(zi)旋(xuan)(xuan)自(zi)在度(du)(du)和谷(gu)自(zi)在度(du)(du)的(de)(de)可控(kong)性在自(zi)旋(xuan)(xuan)電(dian)(dian)子學(xue)(xue)和谷(gu)電(dian)(dian)子學(xue)(xue)范疇引起深入研討；不同(tong)的(de)(de)二(er)維資(zi)料由于晶體結構的(de)(de)特(te)別性質(zhi)導(dao)(dao)致了不同(tong)的(de)(de)電(dian)(dian)學(xue)(xue)特(te)性或(huo)光(guang)(guang)(guang)學(xue)(xue)特(te)性的(de)(de)各向異性，包括(kuo)拉曼(man)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)、光(guang)(guang)(guang)致發光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)、二(er)階(jie)諧波(bo)譜(pu)(pu)、光(guang)(guang)(guang)吸收譜(pu)(pu)、熱(re)(re)導(dao)(dao)率(lv)、電(dian)(dian)導(dao)(dao)率(lv)等(deng)性質(zhi)的(de)(de)各向異性，在偏振光(guang)(guang)(guang)電(dian)(dian)器(qi)材、偏振熱(re)(re)電(dian)(dian)器(qi)材、仿生器(qi)材、偏振光(guang)(guang)(guang)勘探等(deng)范疇具有很大的(de)(de)發展(zhan)潛(qian)力。