硅，是一种重要的化学元素，年，拉瓦锡首次发现硅存在于岩石中，至今，它的发展已经很久了，并且被广泛应用在电子行业，特别是计算机领域。
高纯的单晶硅是重要的半导体材料，它可以应用在光导纤维通信，以及最新的现代通信手段，光纤通信容量高，一根头发丝那么细的玻璃纤维，可以同时传输路电话；而且它还不受电、磁的干扰，不怕窃听，具有高度的保密性。特别是广泛应用的二极管、三极管、晶闸管、场效应管和各种集成电路（包括人们计算机内的芯片和CPU）都是用硅做的原材料。
但是硅的缺点也逐步显现出来，光纤通信容量高，一根头发丝那么细的玻璃纤维，可以同时传输路电话；而且它还不受电、磁的干扰，不怕窃听，具有高度的保密性。如何在原来的基础上提高硅的厚度和能力呢？或者干脆找一款材料代替硅。
位于前沿的研究人员们找到了一种材料，并初步研究出了结果，那就是石墨烯。所有二维材料的祖父都是石墨烯。英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得年诺贝尔物理学奖。
对于石墨烯在晶体管中的应用比硅更加稳定，由于石墨烯结构的高度稳定性，这种晶体管在接近单个原子的尺度上依然能稳定地工作。相比之下，目前以硅为材料的晶体管在10纳米左右的尺度上就会失去稳定性；石墨烯中电子对外场的反应速度超快这一特点，又使得由它制成的晶体管可以达到极高的工作频率。
此外，除了石墨烯，二硫化钼也可以成为制作晶体管的新型材料。相较于同属二维材料的石墨烯，二硫化钼拥有1.8eV的能带隙，而石墨烯则不存在能带隙，因此，二硫化钼可能在纳米晶体管领域拥有很广阔的应用空间。而且单层二硫化钼晶体管的电子迁移率最高可达约cm^2/(V·s),电流开关率达到1×10^8。
如今，硬件需求对于材料的革新也有很高的要求，半导体行业如今面临很大的挑战，如果能够找到合适的新能源替代，对未来科技的发展将做出重要的贡献。