随着电子元件的小型化日益增加，研究人员正为其带来的副作用而苦苦挣扎：在用常规材料（例如硅）制成的纳米级晶体管的情况下，会发生量子效应，从而削弱其功能。而这些量子效应之一是额外的泄漏电流，即“杂散”而不通过源极和漏极触点之间提供的导体流动的电流。
根据摩尔定标定律规定，每单位面积集成电路的数量每12-18个月加倍，但由于有源元件的小型化带来的挑战越来越大，为此摩尔定律将在不久的将来达到极限
寄以厚望的二维材料
但是，苏黎世联邦理工学院和洛桑联邦理工学院洛桑分校的研究人员进行的一项新研究表明，可以使用新的二维（2-D）材料能解决此问题。
该研究小组由苏黎世联邦理工学院集成系统研究所（IIS）的Mathieu Luisier和洛桑联邦理工学院的Nicola Marzari领导，他们将Marzari及其团队已经取得的研究结果用作其新模拟的基础。早在石墨烯被发现14年后的2018年，它们被首次明确表明可以用来生产二维材料，而他们也在“ Piz Daint”计算机上上进行了复杂的模拟，筛选出超过100,000种材料；他们提取了1,825个有希望的组件，可以从中获得二维材料层。
研究人员从这1,800多种材料中选择了100种候选材料，每种材料都由一个原子单层组成，可能适用于超规模场效应晶体管（FET）的构造。他们现在在“从头开始”的显微镜下研究了其性能。换句话说，他们使用CSCS超级计算机“ Piz Daint”首先使用密度泛函理论（DFT）确定这些材料的原子结构。然后，他们将这些计算与所谓的量子传输求解器结合起来，以模拟流过虚拟产生的晶体管的电子和空穴电流。所使用的量子传输模拟器是由路易斯·路易斯（Luisier）与另一个ETH研究团队共同开发的，其基本方法于2019年获得了戈登·贝尔奖。