石墨烯是一种由碳原子组成的二维层状晶体结构，具有出色的导电性、热传导性、机械强度和光学特性。它的形成可以通过以下步骤：

1. 石墨烯的制备最早是通过机械剥离法实现的。这种方法使用胶带或刮刀等工具从石墨块表面剥离薄层，直到得到单层或少层的石墨烯。

2. 化学气相沉积（CVD）是目前最常用的制备石墨烯的方法之一。在CVD过程中，将一层薄的金属（如铜或镍）放置在加热的衬底上，然后将一种含有碳源（如甲烷）的气体引入反应室中。在高温下，碳源分解并在金属表面上沉积碳原子，形成石墨烯。

3. 化学剥离法是另一种常用的石墨烯制备方法。首先，将石墨烯沉积在金属衬底上，然后通过化学处理去除金属，从而得到独立的石墨烯层。

4. 还有一些其他的制备方法，如石墨烯的机械拉伸法、石墨烯的溶液剥离法和石墨烯的电化学剥离法等。

石墨烯的形成取决于碳原子之间的共价键。每个碳原子有四个电子，其中三个用于与相邻碳原子形成σ键，而第四个电子则用于形成一个π键。在石墨烯中，碳原子以六边形排列，每个碳原子与其邻近的三个碳原子通过σ键连接，形成一个平面的六元环。这种排列方式使得石墨烯具有高度的稳定性和强大的特性。

总之，石墨烯的形成可以通过机械剥离、化学气相沉积、化学剥离等方法实现。这些方法使得石墨烯的制备变得更加可行，并为其在电子学、光学、能源等领域的应用提供了广阔的前景。