石墨烯有极高的电子迁移率，很有可能用于切换速度更快的新一代电子元件。但是纯石墨烯本身是零能隙的半导体，不能直接作为高效的室温场效应晶体管。如何在保持石墨烯高迁移率的同时，打开一个可控的能隙是目前石墨烯领域最重要的课题之一。

　　北京大学物理学院吕劲、高政祥课题组发现把石墨烯夹在平面的六角BN片之间，足可以打开石墨烯0.16eV的能隙。对该三明治结构加上垂直电场，能隙可以进一步提高到0.34eV。考虑多体效应作GW修正后，能隙增加50%以上，可以满足实际逻辑器件的需要。由于结构完整性得到保持，石墨烯的高迁移率在能隙打开后仍然可以维持。量子输运计算显示基于此三明治结构的电流开关比相比纯单层石墨烯场效应管大8倍。相关工作出版在《Nature》子刊《NPGAsiaMaterials》《自然?亚洲材料》上http://www.nature.com/doifinder/10.1038/am.2012.10。该课题组还发现由蜂窝状的硅原子构成的单层硅烯（继石墨烯之后近年来新发现的一种二维单原子晶体）可以无需借助BN夹层，直接被垂直的电场打开能隙，同时高的载流子迁移率也能够保持，研究工作发表在NanoLetters12，113（2012）上

　　上述研究工作得到了国家重大研究计划，教育部新世纪人才计划，国家自然科学基金（10774003）以及人工微结构和介观物理国家重点实验室的支持。