随着硅基微电子器件尺度进入深亚微米后，后摩尔时代非硅电子学的发展备受瞩目。国际半导体技术路线图(ITRS)委员会 2005 年明确指出硅基 CMOS 技术将在2020 年左右达到其性能的绝对极限。在可能的下一代技术中，ITRS 委员会基于其新材料和新器件工作组的系统研究和推荐，2009 年明确向半导体行业推荐碳基电子学，作为可能在未来 10~15 年显现商业价值的下一代电子技术，并给出了详尽的路线图和碳纳米管材料挑战。面向后摩尔时代，北京大学于 1999 年组建了碳基纳电子材料与器件研究团队。经过近二十余年的努力，该团队在碳基电子器件相关材料和制备工艺的研究中取得系列突破，基本解决了 ITRS 给出的碳管材料挑战，发展了一整套碳管 CMOS 集成电路和光电器件的制备新技术，成为下一代信息处理技术强有力的竞争者；其核心为放弃掺杂，通过控制电极材料达到选择性地向晶体管注入电子或空穴，实现晶体管极性的控制，并首次制备出高性能对称碳管 CMOS 电路。2017 年，首次基于碳管实现了栅长为 5 纳米的 CMOS 器件，证明器件在本征性能和功耗综合指标上相对硅基器件具有 10 倍以上的综合优势