Sneller maken, krachtigere elektronica vereist kleinere maar nog steeds uniforme verbindingen, of kruispunten, tussen verschillende materialen. Voor de eerste keer, onderzoekers creëerden extreem kleine, 5 nanometer brede knooppunten, die in een specifiek patroon zijn gemaakt met behulp van twee verschillende vlakke, of plat, halfgeleiders. Het eenvoudige proces om deze tweedimensionale juncties te creëren, omvatte selectieve blootstelling van de halfgeleider aan door laser verdampt materiaal en zou kunnen worden uitgebreid naar andere systemen.

Het beheersbaar creëren van patroonvormige halfgeleiderovergangen in dunne vlakke materialen zou ultradunne micro-elektronica mogelijk maken voor tal van toepassingen zoals in smartphones, volgende generatie zonnecellen, en verlichting.

Kruisingen van tweedimensionale (2D) halfgeleiders kunnen de volgende generatie fotovoltaïsche, verlichting, en elektronica. Bijvoorbeeld, huidige elektronica vertrouwt op 10 nanometer brede knooppunten tussen verschillende halfgeleiders in driedimensionale (3D) kristallen. Er zijn beheersbare synthetische methoden nodig om nauwe overgangen tussen verschillende 2D-materialen te creëren. Nutsvoorzieningen, onderzoekers van Oak Ridge National Laboratory hebben een proces ontwikkeld om deze verbindingen tussen verschillende 2D-halfgeleiders in willekeurige patronen te creëren met behulp van standaard elektronenstraallithografietechnieken.

Enkele lagen molybdeendiselenide (MoSe2) kristallen van minder dan een nanometer dik werden eerst van een patroon voorzien met een siliciumoxidemasker en vervolgens blootgesteld aan door laser verdampte zwavel. De zwavelatomen vervingen de seleniumatomen in de blootgestelde gebieden, selectief omzetten van MoSe2 in molybdeendisulfide (MoS2). Chemische mapping met Raman-spectroscopie bevestigde dat de chemische conversie uniform was. Elektronenmicroscopie met atoomresolutie onthulde dat de verbindingen tussen de verschillende halfgeleiders slechts 5 nanometer breed waren. Het vormen van dergelijke scherpe kruispunten zou een reeks ultradunne apparaten kunnen vergemakkelijken, van flexibele consumentenelektronica tot efficiëntere zonnecellen.