Grafeno en el laboratorio en 2004. En aquel momento, dos científicos de la Universidad de Manchester en el Reino Unido, Andrei Cem y Kostya Novoselov, descubrieron que podían obtener escamas de grafito cada vez más finas mediante un método muy sencillo. Quitaron láminas de grafito de grafito pirolítico altamente orientado, luego pegaron ambos lados de las láminas en una cinta especial y luego retiraron la cinta para dividir las láminas de grafito en dos. A medida que esto continúa, las láminas se vuelven cada vez más delgadas. Al final consiguieron una fina lámina compuesta por una sola capa de átomos de carbono, que es el grafeno. Desde entonces, han ido surgiendo uno tras otro nuevos métodos para preparar grafeno. Después de cinco años de desarrollo, se descubrió que llevar el grafeno a la producción industrial no está lejos. Por lo tanto, en los tres años siguientes, Andre Geim y Konstantin Novoselov descubrieron el efecto Hall cuántico entero y el efecto Hall cuántico a temperatura ambiente en sistemas de grafeno de una sola capa y de dos capas, respectivamente, y también ganaron el Premio Nobel de 2010. Física.
Antes del descubrimiento del grafeno, la mayoría de los físicos creían que las fluctuaciones termodinámicas no permitían que existiera ningún cristal bidimensional a temperaturas finitas. Por lo tanto, su descubrimiento conmocionó inmediatamente a la comunidad de física de la materia condensada. Aunque tanto los círculos teóricos como los experimentales creen que una estructura bidimensional perfecta no puede existir de manera estable en un cero no absoluto, se ha preparado grafeno de una sola capa en experimentos.