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主宰电子信息产业飞速发展几十年的“摩尔定律”即将走到尾声——单纯依靠缩小晶体管尺寸的做法，不仅受到工艺成本的限制，还将带来棘手的功耗和散热问题。 
　　近年来，全世界对石墨烯等二维材料的研究进行了巨大的投入，就是希望从中找到能够替代硅的理想半导体材料。周树云表示：“过去十几年，人们发现虽然石墨烯具有一些非常奇特的性质，但它却缺乏半导体器件的重要特征--能隙。” 
　　通过ARPES是一种直接测量材料中的能带结构的技术手段，可以揭示许多以前未被发现的新材料属性。能带结构决定了一种材料几乎所有的主要特性，就像生物体的DNA决定了生物的特性一样。可以说，能带扮演着“材料DNA”的作用。2012年，周树云组建了自己的实验室之后，利用这些技术，她一方面寻找那些有潜力“超越石墨烯”的新型材料，一方面将熟悉的材料组合出全新的特性。 
　　其中一类新型材料，是与石墨烯拥有相似蜂巢状结构的“过渡金属硫族化合物”。该家族化合物中有许多成员仍缺乏研究和探索，例如二硒化铂（PtSe2）。周树云及合作者不仅首次成功制备了单层二硒化铂，还揭示了该材料体系具有高达1.2电子伏特的能隙——这种石墨烯不具备的性质，让二硒化铂在光催化作用和光电效应领域具有重要的应用潜能。实验证实，单层的二硒化铂具有半导体性质，而多层累加的二硒化铂“单晶”，则是一种新型拓扑材料“半金属”。周树云团队顺藤摸瓜，瞄准了“过渡金属硫族化合物”中的另一个材料体系二碲化钼（MoTe2）——很快地，他们直接从实验上证实了：低温下的二碲化钼具有理论预言中“第二类外尔半金属”的特征。该研究成果为层状材料实现拓扑电子学器件开辟了新的体系。 
　　要寻找理想的材料，除了寄希望于新型材料体系之外，另一个策略则是将一些熟悉的材料进行重新组合。周树云所感兴趣的“石墨烯/氮化硼异质结”正是这样的组合：层状的氮化硼与石墨烯虽然原子排列十分相似，不过由于原子对称性的不同，两种材料的性质差异很大——石墨烯具有“半金属”性质，而氮化硼则是不导电的绝缘体。将这两种材料通过弱范徳华作用力结合、形成异质结之后，其中的石墨烯出现了原本不具备的半导体性质。她的团队随后利用ARPES技术，首次观测并证实了石墨烯/氮化硼异质结中的能带结构及能隙，用直接的测量结果，解决了该材料体系中有关能带调控的若干关键科学问题。