光電元件可分為吸收光線作為開關訊號的光電探測器（photodetector），吸收光線轉換為電能的太陽能電池（solar cell 或是 photovoltaic device）以及發射光線的發光裝置（light emitting device，最常見的是發光二極體 LED）(圖十)[27]。元件性能的主要指標有高響應度（responsivity）、短響應時間（response time）、高靈敏度（sensitivity）、大增益（photo gain）、線性響應度變化（linearity）。
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2010 年諾貝爾物理獎頒給了石墨烯的發現者──英國曼徹斯特大學的 Andre Geim 及 Konstantin Novoselov。他們在 2004 年使用 3M 膠帶成功由石墨塊剝離出石墨烯，開啟二維材料領域研究熱潮。應用二維材料系統中各種有趣的特性，石墨烯已為我們的生活帶來顛覆性的產品，從海水淡化[1]、電動車超級電池[2]、紡織品[3]都有其發揮空間。
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