盡管石墨烯有著許多令人眼花繚亂的優點，但它也有缺點，尤其是不能充當半導體——這是微電子的基石。化學家和材料學家正在努力越過石墨烯，尋找其他的材料。他們正在合成其他兩種兼具柔韌性和透明度，而且擁有石墨烯無法企及的電子特性的二維片狀材料，二硫化鉬就是其中一種。
二硫化鉬于2008年合成，是叫作過渡金屬二硫化物材料（TMDs）大家族的成員之一。這個顯得有點“花哨”的名字代表了它們的結構：一個過渡金屬原子（即鉬原子）和一對包括硫元素、硒元素在內的來自元素周期表第16列的原子（該元素家族以氧族元素著稱）。
讓電子制造者驚喜的是，所有TMDs均是半導體。它們和石墨烯的薄度近乎相同（在二硫化鉬中，兩層硫原子把一層鉬原子像“三明治”那樣夾在中間），但是它們卻有其他優點。就二硫化鉬而言，優點之一是電子在平面薄片中的運行速度，即電子遷移率。二硫化鉬的電子遷移速率大約是100cm2/vs（即每平方厘米每伏秒通過100個電子），這遠低于晶體硅的電子遷移速率1400 cm2/vs ，但是比非晶硅和其他超薄半導體的遷移速度更好，科學家正在研究這些材料，使其用于未來電子產品，如柔性顯示屏和其他可以靈活伸展的電子產品。
研究表明，二硫化鉬還極易制作，即便是制作大片的二維材料。這讓工程師能以非常快的速度檢測它們在電子產品中的性能。例如，2011年，由瑞士聯邦理工學院的Andras Kis帶領的研究團隊在《自然—納米技術》發表文章稱，他們用僅有0.65納米厚的二硫化鉬單層薄片制作出首批晶體管。結果證明，那些產品以及隨后的產品比技術更先進的以硅為基礎的同類產品具有其他獨特屬性。
除此之外，二硫化鉬還有其他令人向往的特性，即直接帶隙，這一特性使該材料把電子轉變成光子，反之亦然。這個特性也讓二硫化鉬成為光學設備中采用的優質候選對象，這些設備諸如光發射器、激光、光電探測器，甚至還包括太陽能電池。一些科學家表示，這種材料還具備儲量豐富、價格低廉、無毒性等特點，因此Yi-Hsien Lee認為：“它的前途一片光明。”
然而，Tomanek則認為，二硫化鉬的電子遷移速率仍然不夠高，很難在擁擠的電子市場中具有競爭優勢。其原因是這種材料的結構特征，電子在其內部移動時，碰到較大的金屬原子后會在其結構內發生彈離，從而降低遷移速度。
但也有科學家表示，這種“絆腳石”將是短暫性的。研究人員正在試圖繞過這些障礙——通過變得略厚一些的多層二硫化鉬薄片，從而給壓縮電子提供選擇路徑使其繞過路障。