在 Nature Communications 上发表的一篇简短评论中，Graphene Flagship 和 2D-EPL 研究人员概述了二维 (2D) 材料最有前途的应用领域，以及它们在高科技产品出现方面的剩余挑战。

More Moore 和 More than Moore：听起来像是绕口令，实际上代表了半导体行业的两个主要研究方向。 More Moore 是一个用来表示旨在延长“摩尔定律”的努力的表达方式，它涵盖了不断缩小晶体管尺寸并在下一个制造“节点”的每个芯片上集成更多、更小、更快的晶体管的努力。另一方面，  More than Moore 表示数字和非数字功能在同一芯片上的结合，这一趋势也被称为“CMOS+X”，随着 5G 连接和应用的到来，这一趋势变得越来越重要，例如物联网和自动驾驶。

石墨烯和二维材料对于这两个研究方向来说都是一个非常有前途的平台。例如，它们的超薄性使其成为未来技术节点中替代硅作为纳米片晶体管通道材料的主要候选者，这将实现持续的尺寸缩放。此外，基于二维材料的设备原则上可以与标准 CMOS 技术很好地集成，因此可用于扩展具有附加功能的硅芯片的能力，例如用于神经形态计算的传感器、光子学或忆阻设备。

“2D 材料有可能成为未来集成电子产品的‘X 因素’”，石墨烯旗舰合作伙伴德国亚琛工业大学的研究员、该论文的主要作者 Max Lemme 说。“我预计它们将首先进入特定传感器的利基应用市场，因为对制造技术的要求可能较低。但我也相信二维材料将在光子集成电路和未来的神经形态计算应用中发挥重要作用。在这里，该领域仍处于起步阶段，但初步结果非常有希望。”

事实上，已经发现了十几种二维材料，它们表现出可编程的电阻切换——构建可用于模拟突触和神经元行为的设备（忆阻器）的基本特性。虽然仍有许多基本方面需要了解，但基于 2D 材料的第一款忆阻器已显示出具有竞争力的性能以及广泛的理想非计算功能，例如通信系统的不可克隆性和射频切换。

二维材料可以发挥重要作用的另一个未来领域是量子技术。“有一致的证据表明，二维材料在固态量子计算、量子通信和新型量子传感方案方面具有巨大潜力”，来自石墨烯旗舰合作伙伴亚琛工业大学 (RWTH Aachen University) 的克里斯托夫·斯坦普弗 (Christoph Stampfer) 说道。纸。“说到量子计算，如今的二维材料比硅等其他平台早了 8 到 12 年——例如，基于二维材料的自旋量子比特触手可及，但尚未得到证实。然而，2D 平台提供的灵活性可能会在中长期提供一些主要优势，并允许克服其他平台遇到的一些障碍，例如自旋光子耦合。”

“有了这篇评论 [文章]，我们希望首先与 2D 材料社区以外的同事联系”， Lemme 说。“我们想向那些不太熟悉该领域的人强调 2D 材料的潜力，同时尝试诚实地回答为什么还没有由 2D 材料支持的集成芯片和电子产品的问题。仍然存在需要解决的基本挑战，但重要的是半导体行业了解 2D 社区所取得的进展。现在是加强合作并充分利用这些令人兴奋的材料的时候了。”