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| 晶体结构 | 材料特性 | 技术难点 |
| 石墨烯(GN) | 单层碳原子SP2杂化轨道组成的规则的六边形结构 | 导电性：电子迁移率是Si的100倍，电导率：106 S∙m−1 光电性能：紫外–可见–红外–太赫兹波段具有共振光学反应 | 零带隙电子结构导致其具有较短的载流子寿命 |
| 拓扑绝缘体(TI) | 狄拉克锥结构，结构与石墨烯相似 | 导电性：内部绝缘、表面导电 目前得到印证的强拓扑绝缘体有Sb2Se3、Sb2Te3等 | 费米子系统分类尚未完善 |
| 过渡金属硫化物(TMDCs) | 反演对称性晶体结构 | 近红外波段具有激子发光特性，晶体结构带隙可以调节，较为灵活，开关比为106 | 常温下过渡金属硫化物的电子迁移率较低，导电性不佳 |
| 黑磷(BP) | 磷(P)在二维平面紧密挤压形成的蜂窝状结构 | 晶体结构带隙可以调节，二次对称性结构导致其具有各向异性光电特性 | 抗激光损伤阈值和稳定性不高 |