본 연구는 그래핀, 전이금속 칼코겐화합물(TMD), 육방정 질화붕소(h-BN)을 중심으로 2D 나노 소재의 특성과 응용 가능성을 조사하였다. 그래핀층의 비편재화 전자의 결합성 오비탈 점유 특성으로부터 전도띠와 원자가 띠가 겹치게 되어 밴드갭이 0이 되는 특성은 뛰어난 전기전도성을 보였다. 이와 그래핀의 기계적 강도를 활용하여 고성능 트랜지스터를 설계하였으며, 화학 기상 증착(CVD)를 이용하여 이러한 단일층 그래핀 합성의 효율적인 방법 및 소자 제작, 이들의 시뮬레이션을 이용한 전기적 특성 평가를 계획하였다. 선행 연구에서 그래핀 트랜지스터는 기존 실리콘 트랜지스터의 약 10배의 전자 이동도를 보였으며, 낮은 임계 전압(0.4V)를 통해 고속 및 저전력 동작이 가능함을 확인했다. 그러나 그래핀의 밴드갭 부재로 인해 낮은 온/오프 전류 비율이라는 실용화에의 한계점이 나타났다.