算力对于人工智能的发展至关重要。基于传统硅基器件和冯·诺依曼架构的计算机所能提供的算力已经无法满足不断增长的计算需求，形成了巨大的算力缺口挑战，迫切需要开发全新的智能器件和相应的计算范式。尽管传统材料（例如硅、III-IV族化合物）为电子器件和集成电路的发展奠定了坚实的材料基础，但这些半导体材料具有固定的掺杂，缺乏高效的材料性质调控手段，这些不足限制了其在智能器件中的应用。为了解决这一挑战，研究人员已经开始探索新型材料。二维材料因其独特的层状结构和丰富的电子性质而被认为是潜在的智能器件材料。尤其是，二维材料原子薄的独特特征使其能够通过调节载流子类型/浓度、能带结构和晶格结构实现对电子和光电性质的高效调控，从而在类脑智能传感、存储、计算、通信等方面展现出巨大的应用潜力（如图1所示）。
图1：二维材料可调特性与智能器件
尽管二维材料在智能器件中展现出巨大应用潜力，但仍然存在诸多挑战亟待解决。鉴于此，该综述通过梳理领域内最近的研究进展，阐述了二维材料中可调的载流子、能带结构、晶格结构特性在智能器件设计中的重要性，并展望了未来的研究方向。
该文以“2D materials for intelligent devices”（二维材料智能器件）为题发表于Science China Physics, Mechanics & Astronomy（《中国科学: 物理学 力学 天文学》英文版）。南京大学物理学院副研究员潘璇博士为第一作者，梁世军副教授和缪峰教授为该论文的共同通讯作者，南京大学物理学院李遗祥副研究员和南京理工大学程斌教授共同参与了该论文的撰写。（课题组主页：https://nano.nju.edu.cn/index.html）
该工作得到了国家优秀青年科学基金、国家自然科学基金重点/面上项目、中科院先导B项目、中央高校基本科研业务费、以及固体微结构物理国家重点实验室、人工微结构科学与技术协同创新中心等的支持。
专题列表
Quantum Materials and Intelligent Devices
《中国科学：物理学 力学 天文学》英文版(SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy, SCPMA) 2023年第11期出版”Quantum Materials and Intelligent Devices“专题，共5篇综述文章，包括二维量子材料、自旋智能器件、二维铁电和铁谷材料、过渡金属硫化物等领域的最新进展及未来展望。专题由南京大学缪峰教授和西安交通大学闵泰教授共同组织。
Editorial
Feng Miao, and Tai Min
Sci. China-Phys. Mech. Astron. 66(11), 117501 (2023),
http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s11433-023-2241-y
Controllable growth of two-dimensional quantum materials
Xin Sui, Zhibin Zhang, and Kaihui Liu
Sci. China-Phys. Mech. Astron. 66(11), 117502 (2023),
http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s11433-022-1989-9
Spintronics intelligent devices
Wenlong Cai, Yan Huang, Xueying Zhang, Shihong Wang, Yuanhao Pan, Jialiang Yin, Kewen Shi, and Weisheng Zhao
Sci. China-Phys. Mech. Astron. 66(11), 117503 (2023),
http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s11433-022-2012-2
2D materials for intelligent devices
Xuan Pan, Yixiang Li, Bin Cheng, Shi-Jun Liang, and Feng Miao
Sci. China-Phys. Mech. Astron. 66(11), 117504 (2023),
http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s11433-022-2056-1
Research progress on 2D ferroelectric and ferrovalley materials and their neuromorphic application
Yifan Tan, Junding Zheng, Xuezhong Niu, Yifeng Zhao, Ni Zhong, Bobo Tian, and Chungang Duan
Sci. China-Phys. Mech. Astron. 66(11), 117505 (2023),
http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s11433-022-2055-8
Strong correlations in two-dimensional transition metal dichalcogenides
Wei Ruan, and Yuanbo Zhang
Sci. China-Phys. Mech. Astron. 66(11), 117506(2023),
http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s11433-023-2141-9
