Grafena
Tiap atom karbon dalam grafena mempunyai satu orbital s dan tiga orbital p. Satu orbital s dan dua orbital p digunakan untuk membentuk ikatan kovalen yang kuat dan tidak berkontribusi dalam konduktivitas sedangkan satu elektron bebas yang berada pada subkulit p membentuk orbital phi yang tegak lurus dengan lembaran grafena yang akhirnya akan menentukan sifat-sifat elektrik dari grafena. Elektron-elektron ini seperti tidak memiliki massa, seperti partikel-partikel tanpa massa yang digambarkan dalam teori relativitas,"e=mc". Hasil percobaan dari pengukuran transpor elektron menunjukkan bahwa grafena memiliki mobilitas elektron yang tinggi pada suhu ruang dengan nilai lebih dari 15.000"cm" "V" "s".
Fulerena
Fulerena adalah salah satu dari benda-benda yang tergolong alotrop karbon, molekul yang tersusun seluruhnya dari karbon dalam bentuk bola berlubang, elipsoid, tabung, dan lain-lain. Fulerena berbentuk bola biasanya disebut "buckyball", dan yang berbentuk silindris biasa disebut karbon nanotube. Grafena adalah lembaran fulerena planar. Struktur fulerena mirip dengan struktur grafit, yang tersusun dari lembaran yang bertumpuk oleh cincin heksagonal yang tersambung, tetapi mungkin juga mengandung cincin pentagonal atau heptagonal yang mencegah lembaran menjadi berbentuk planar.