Графе́н — двумерная аллотропная модификация углерода, образованная слоем атомов углерода толщиной в один атом. Атомы углерода находятся в sp2-гибридизации и соединены посредством σ- и π-связей в гексагональную двумерную кристаллическую решётку. Его можно представить как одну плоскость слоистого графита, отделённую от объёмного кристалла. По оценкам, графен обладает большой механической жёсткостью и рекордно большой теплопроводностью. Высокая подвижность носителей заряда, которая оказывается максимальной среди всех известных материалов, делает его перспективным материалом для использования в самых различных приложениях, в частности, как будущую основу наноэлектроники и возможную замену кремния в интегральных микросхемах.
Графеновый полевой транзистор — транзистор из графена, который использует электрическое поле, создаваемое затвором для управления проводимостью канала. На сегодняшний момент не существует промышленного способа получения графена, но предполагается, что его хорошая проводимость поможет создать транзисторы с высокой подвижностью носителей и по этому показателю превзойти подвижность в полевых транзисторах на основе кремниевой технологии.
Принц-технология — метод формирования трёхмерных микро- и наноструктур, основанный на отделении напряжённых полупроводниковых плёнок от подложки и последующего сворачивания их в пространственный объект. Технология названа в честь учёного работавшего в Институте физики полупроводников СО РАН Виктора Яковлевича Принца, предложившего этот метод в 1995 году.
Ква́нтовый эффе́кт Хо́лла в графене или необы́чный ква́нтовый эффе́кт Хо́лла — эффект квантования холловского сопротивления или проводимости двумерного электронного газа или двумерного дырочного газа в сильных магнитных полях в графене. Этот эффект был предсказан теоретически и подтверждён экспериментально в 2005 году.
Графеновые наноленты — узкие полоски графена с шириной порядка 10—100 нм. По своим физическим свойствам отличаются от более широких образцов, которые имеют линейный закон дисперсии, как в бесконечном графене. Наноленты интересны тем, что обладают нелинейным законом дисперсии и полупроводниковыми свойствами из-за наличия запрещённой зоны, которая зависит от ширины ленты и расположения атомов на границах. Графеновые наноленты благодаря этому рассматриваются как важный шаг в создании транзистора на основе графена, который будет работать при комнатной температуре.
Видимость графена на подложке является важным вопросом, который надо решить для нахождения графена. Так как графен получают, в основном, при помощи механического отшелушивания графита и впоследствии осаждают на подложку окисленного кремния (SiO2/Si) без фиксации позиции на поверхности подложки, то необходимо сначала найти кусочки на поверхности. Поскольку графен имеет толщину всего в один атом важно выбрать наиболее благоприятные для поиска в оптический микроскоп условия (например, частоту волны света, толщину диэлектрика, угол наблюдения).
Методы получения графена разделяют на три класса по возможным областям применения:
- композитные материалы, проводящие чернила и т. п.;
- графен низкого качества для электронных приложений;
- графен высокого качества для электронных приложений.
Верхний затвор — затвор, который находится над образцом с противоположной от подложки стороны. Терминология сложилась на данный момент в технологии, связанной с графеном для того, чтобы отличать от затвора, в качестве которого служит высоколегированая кремниевая подложка. Ситуация с названиями противоположна в графене и МОП-транзисторах, поскольку в последнем случае обычно отсутствует обратный затвор.
Дро́бный ква́нтовый эффе́кт Хо́лла в графене — эффект квантования холловского сопротивления двумерного электронного газа в сильных магнитных полях в графене. Этот эффект был предсказан теоретически и подтверждён экспериментально в 2009 году. В отличие от целочисленного квантового эффекта Холла в графене значение холловского сопротивления принимает дробные значения кванта сопротивления.
Топологи́ческий изоля́тор — особый тип материала, который в объёме является диэлектриком (изолятором), а по поверхности проводит электрический ток.
Физические свойства графена проистекают из электронных свойств атомов углерода и поэтому часто имеют нечто общее с остальными аллотропными модификациями углерода, которые были известны до него, такими как графит, алмаз, углеродные нанотрубки. Конечно, схожести больше с графитом, так как он состоит из графеновых слоёв, но без новых уникальных физических явлений и исследований других материалов и наработок физических методов анализа и теоретических подходов графен не привлёк бы специалистов из таких разных дисциплин как физика, химия, биология и физика элементарных частиц.
В 1859 году химик Бенджамин Броуди впервые испытал действие сильных кислот на графите, получил суспензию кристаллов оксида графена. Доказательства малой толщины этих кристаллов были получены только в 1948 году после эксперимента Дж. Руесса и Ф. Фогта, которые использовали просвечивающий электронный микроскоп. Хотя эти кристаллы были не чистым графеном и их толщина составляла несколько нанометров, в последующих работах Ульриха Хоффмана и Ханса-Питера Бёма было показано, что при восстановлении оксида графита попадаются также фрагменты графита атомарной толщины. В 1986 году Бём с коллегами предложил термин графен для обозначения монослойного графита. Первые графеновые слои, выращенные на металлических подложках Ru, Rb, Ni, были получены в 1970 году Джоном Грантом и Блэкли.
Механическое расщепление — метод получения тонких плёнок кристаллов. Применяется к кристаллам со слоистой структурой, где слабые межплоскостные связи позволяют разделить объёмный кристалл на серию плёнок вплоть до толщины постоянной решётки (для сложных соединений типа MoS2) или атомарной в случае с графитом.
Электронно-дырочные лужи в графене формируется вблизи точки электронейтральности. Они представляют собой локальное изменение концентрации отрицательно заряженных носителей (электронов) и положительно заряженных (дырок) квазичастиц и возникают из-за неоднородного распределения заряженных примесей в подложке, а также локального изменения плотности состояний, например, из-за дефектов или деформации решётки и др. причин. В целом заряд графена в точке электронейтральности равен нулю, то есть количество электронов и дырок совпадает, однако их концентрации зависят от координат. На границе между электронными и дырочными областями формируются p-n переходы. Так как запрещённая зона графена равна нулю, ток через такой переход не равен нулю, и материал остаётся проводящим при любой температуре.
Двумерный кристалл — плоский кристалл, обладающий трансляционной симметрией только по двум направлениям. Толщина кристалла много меньше его характерных размеров в плоскости. Из-за малой толщины и, соответственно, больших механических напряжений двумерные кристаллы очень легко разрушаются, поэтому они располагаются обычно на поверхности объёмных материалов или плавают в растворах, при этом в последнем случае размеры кристаллов составляют порядка 1 микрона. Двумерные кристаллы обладают зонной структурой, поэтому говорят об их металлических, полупроводниковых и диэлектрических свойствах. Исследователи ограничивают количество двумерных кристаллов цифрой 500.
Рамановское рассеяние света в графене — неупругое рассеяние света в графене сопровождаемое заметным сдвигом частоты излучения, которое используется для определения свойств материала таких как толщина, наличие дефектов, концентрации носителей тока. Эффект Рамана главным образом зависит от фононного спектра материала.
Термоэлектрический эффект в графене представляет собой преобразование потока тепла в электричество в графене. В этом случае говорят о генерации энергии или термогенерации, но существует и обратный эффект, когда ток вызывает охлаждение материала и говорят о термоохлаждении. Впервые эффект Зеебека наблюдался в работах.
Эффект близости или эффект Холма — Мейснера — термин, используемый в области сверхпроводимости для описания явлений, которые происходят, когда сверхпроводник (S) находится в контакте с «нормальным» (N) несверхпроводником. Обычно критическая температура 
сверхпроводника понижается, и в нормальном материале наблюдаются признаки слабой сверхпроводимости на мезоскопических расстояниях. Эффект близости известен со времён новаторских работ Р. Холма и У. Мейснера. Они наблюдали нулевое сопротивление в прессованных контактах SNS, в которых два сверхпроводящих металла разделены тонкой плёнкой из несверхпроводящего металла. Открытие сверхтока в контактах SNS иногда ошибочно приписывают работе Брайана Джозефсона 1962 года, однако этот эффект был известен задолго до его публикации и понимался как эффект близости.
Твистроника — раздел физики твёрдого тела, в котором исследуется вопрос влияния угла поворота (скручивания) между слоями двумерных материалов на их физические свойства. Экспериментально и теоретически было показано, что такие материалы, как двухслойный графен, имеют совершенно разное электронное поведение, в диапазоне от непроводящего до сверхпроводящего, зависящее от угла разориентации между слоями. Термин впервые появился в работах исследовательской группы Эфтимиоса Каксираса из Гарвардского университета при теоретическом рассмотрении сверхрешёток графена.
Квантовый точечный контакт (КТК) — узкое сужение между двумя широкими электропроводящими областями, ширина которого сопоставима с длиной волны электронов.