石墨烯因其独特的晶格结构而具有诸多优异性能，但其零能隙特征极大地限制了它在电子学器件上的应用。近年来，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心纳米物理与器件重点实验室研究员、中科院院士高鸿钧带领的研究团队在石墨烯及类石墨烯二维原子晶体材料的制备、物性调控及应用等方面开展研究，取得了一系列重要研究成果。他们采用分子束外延生长方法制备出了多种大面积、高质量的石墨烯及类石墨烯二维原子晶体材料，如外延石墨烯、三分之一氢化石墨烯、硅烯、锗烯、二硒化铂与铜硒二维原子晶体等；2) 实现了石墨烯的多种单质元素的插层；3) 揭示了单晶表面上石墨烯插层的普适机制；4) 构建空气中稳定的硅烯/石墨烯异质结等。
不同堆垛方式的双层石墨烯由于其丰富奇异的物理性质，备受关注。其中，AB堆垛的双层石墨烯不仅分享了单层石墨烯的优异性质，而且在破坏两层石墨烯反演对称性的情况下可诱导出非零能隙，促进了它在电子学及光电子学器件方面的应用。双层石墨烯中能隙的打开可通过外加电场、应力或者在两层石墨烯表面吸附原子/分子进而构建电势差等方式实现。理论计算表明，将两种不同的方式结合起来，可实现更大的能隙。因此，通过不同的方式协同实现双层石墨烯中较大能隙的打开对石墨烯的应用具有十分重要的意义。