近年来，二维材料备受学术界和工业界关注。二维材料的研究始于石墨烯的发现，自石墨烯被发现以来，掀起了各种相关应用的研究热潮。石墨烯广泛应用于微电子、传感器、光催化、新能源、生物材料等一系列领域。石墨烯俨然成为众多应用研究中炙手可热的“万金油”。回顾石墨烯的发展历史，在2004年Andre Geim和Konstantin Novoselov首次报道了电子在石墨烯中的无质量狄拉克费米子行为。表明石墨烯中的电子静止质量为零，同时具有等效光速，所以石墨烯的电导率从没有低于一个最小值，即使载流子的浓度趋近于零时，这个最小值相当于电导率的量子单元。因此，石墨烯具有极高的导电能力。事实上，大量的理论研究和实验数据已证明了石墨烯具有极高的载流子迁移能力（
104 cm
2
V
-1
s
-1
），而相比之下，作为传统微电子器件核心基础的硅材料，其载流子迁移率仅为1350
cm
2
V
-1
s
-1
(电子迁移率)和 480
cm
2
V
-1
s
-1
(空穴迁移率)。
这一极高的载流子迁移能力表明石墨烯有望成为后硅CMOS时代替代硅材料最有竞争力的沟道材料之一，成为制造高速晶体管的希望。因此，在面临当今摩尔定律失效的微电子应用领域，石墨烯的出现无疑给广大研究工作者打了一剂强心针。现有研究结果指出，石墨烯基处理器将实现100 GHz的运算速度。
满心欢喜的研究者们在理论预测的超高载流子迁移率的指引下，全力发展石墨烯基微电子器件。以石墨烯场效应晶体管为例，实际器件的迁移率已由最初的10-100 cm2V-1s-1逐步接近理论值。
一切的实验结果暗示着石墨烯微电子器件时代的日益逼近。然而，在越（mei）来（sha）越（niao）高（yong）的高迁移率得到的同时，研究者猛然意识到，虽然石墨烯几乎具备所有电子工业材料所需的特点，但是它与生俱来的零带隙特征使基于本征石墨烯的器件无开关性能。
众所周知，作为微电子器件的核心理论基础，二进制运算决定了器件必须在“开”和“关”两种状态下实现切换，微电子器件如果始终处于“开”或者“关”的状态对于二进制逻辑运算来说不具备利用价值。
而以零带隙的石墨烯为基础的器件恰恰只能处于“开”的状态，因此实现高性能石墨烯逻辑电路的愿望遥遥无期。
如何打开石墨烯的能带，成为广大研究者争相开展的课题。
2007年起，对石墨烯的掺杂研究得以开展，研究者利用以B和N为代表的杂原子，对零带隙的本征石墨烯进行空穴或电子掺杂，希望得到具有合适带隙的（一般认为具有0.4 eV带隙的半导体在制备成微电子器件后便可以实现可观的开关电流比）半导体型掺杂石墨烯。
