2D-Materialien, manchmal auch als Einzelschichtmaterialien bezeichnet, sind kristalline Materialien, die aus einer einzelnen Atomschicht bestehen. Diese Materialien haben Verwendung in Anwendungen wie Photovoltaik, Halbleitern, Elektroden und Wasserreinigung gefunden.

2D-Materialien können im Allgemeinen entweder als 2D-Allotrope verschiedener Elemente oder als Verbindungen (bestehend aus zwei oder mehr kovalent bindenden Elementen) kategorisiert werden. Die elementaren 2D-Materialien tragen im Allgemeinen das -ene-Suffix in ihren Namen, während die Verbindungen -ane- oder -ide-Suffixe haben. Schichtkombinationen verschiedener 2D-Materialien werden allgemein als Van-der-Waals-Heterostrukturen bezeichnet.

Die effiziente Integration von 2D-Funktionsschichten in dreidimensionale (3D) Systeme bleibt eine bedeutende Herausforderung, die die Geräteleistung und das Schaltungsdesign einschränkt.

Es wurde vorausgesagt, dass etwa 700 2D-Materialien stabil sind, obwohl viele noch synthetisiert werden müssen. Der weltweite Markt für 2D-Materialien wird voraussichtlich bis 2025 390 Millionen US-Dollar erreichen, hauptsächlich für Graphen auf den Märkten für Halbleiter, Elektronik, Batterieenergie und Verbundwerkstoffe.