值得说明的是，新型高迁移率铋基二维半导体材料（硒氧化铋，Bi2O2Se）及其高介电常数自然氧化物栅介质（Bi2SeO5）是极少数具有与商用硅基（Si/SiO2）类似优势的材料体系，也是屈指可数的由我国科学家自主开发的材料体系。彭海琳说，这种具备不寻常性能的晶体管材料最初是在一次“不寻常”的实验中诞生的。
10年前，课题组研究生吴金雄在一次拓扑绝缘体硒化铋纳米片制备的实验中，由于制备系统参数控制出现些许误差，导致实验过程中掺入了氧，制备的材料也没有达到预期的标准，反而制得了一种方形纳米薄片晶体——二维硒氧化铋。正当吴金雄准备重新排除氧做硒化铋实验时，彭海琳让他停一停。
在材料物理化学领域深耕多年的彭海琳对相关重点领域主要材料的性能了如指掌，同时对集成电路前沿领域进展也高度关注，未曾间断地寻找着适用于新原理、新架构晶体管制作的新材料。“这项工作非常难，因为你不但要找到适合做半导体沟道的材料，还要找到其对应的匹配高性能氧化物用作晶体管的栅介质，这些条件同时符合的概率非常低。”
看到实验结果的彭海琳顿生“那人却在灯火阑珊处”之感，他敏锐地察觉到，这次实验意外得到的硒氧化铋二维新材料可能“非同寻常”。
彭海琳带领团队对这种新型铋基二维半导体材料进行了系统全面的评估和研究，发现其具有超高迁移率、合适带隙、高稳定性、理想氧化物栅介质，可批量制备等特点，各项参数都完美符合“后摩尔时代”半导体新材料的工业综合要求。而且，对应的氧化物栅介质同样符合工业要求，与二维半导体形成了一类完美的“类硅（硅/二氧化硅）材料体系”。彭海琳坚信这种材料在半导体行业和集成电路器件制造领域的巨大潜力，于是便调整课题组研究方向，带领一部分组员，全面开展这种新材料研发工作，并全力投入到最新架构的集成电路器件研发工作中。
彭海琳课题组从2017年率先在《自然-纳米技术》发文报道这种二维硒氧化铋新材料的优异半导体性能，2020年在《自然-电子学》率先报道其自然氧化物高k栅介质，2023年在《自然》发文报道全球首例外延集成型二维鳍式晶体管，再到今年最先进的二维环栅晶体管问世，其间，彭海琳课题组不断发表阶段性成果，在该领域深耕，向着得到完美器件的目标坚定行进。彭海琳认为：“如果方向正确，持续努力，成果的取得只有时间早晚的区别。”
在彭海琳看来，机会是留给有准备的人。能够把握住机缘，归根到底还是靠其背后充分的前期准备工作、良好的科研品位以及敏锐的洞察力——这也是他一直希望他的学生通过训练掌握的能力。
“要重视实验细节，遇到反常结果就拿小本子记下来。”这是彭海琳经常嘱咐团队成员保持的习惯。他要求同学们不仅要有洞察力、透过现象看到本质的能力，还要有扎实的分析能力和思考能力，能解释反常现象背后的原理、总结规律。
这次成果通讯作者之一、化学学院的谭聪伟副研究员印象深刻的是，一次在做实验的过程中，他得到的二维半导体硒氧化铋材料的纳米片结构有些“反常”，其状态并非能量最低的“躺平”结构，而是像“鱼鳍”一样耸立的鳍式结构。这种看似违反“常规”的现象让他意识到，其背后必有特殊的规律。经过与彭海琳的深入研讨、分析发现，这种二维鳍片材料的侧边与生长基片表面有着外延关系，具有比一般材料更好的结合力。他们也将这个思路运用到全球首例外延集成型二维鳍式晶体管材料的研制中，成果发表在《自然》上，被评选为2023年度中国半导体十大研究进展和中国芯片科学十大进展。
本科为化学专业，博士期间研究物理化学，博士后期间专攻能源材料化学，现在主要研究方向为材料物理化学与纳米器件……彭海琳是一位典型的在跨学科背景下成长的科学家。他的团队成员来自化学学院、物理学院、材料科学与工程学院、电子学院以及前沿交叉学科研究院。不同的专业背景，让每次组会充满思想性、思辨性，团队成员乐于听到角度不同的观点，听到“不寻常”的解释。思想的碰撞，让灵感的火花不断涌现。
不拘于常规方法、敢于提出新观点、推出新体系，既敢于做“最新”，也勇于做“最好”，是彭海琳团队的价值观。
“如果将在现有材料基础上开展芯片技术革新比作‘弯道超车’，研制二维材料晶体管就是‘换道超车’。”在彭海琳看来，不走寻常路，固然是“卡脖子”境遇下的无奈之举，但可以倒逼着我们从新的角度找到解决问题之道，真正实现“自立自强”。
当今世界硅基材料最先进制程工艺也达到3纳米节点。中国大陆的制造工艺暂时还不能生产出同等精度的硅基晶体管。但如果以中国大陆现有加工技术制造的该新型二维环栅晶体管，据课题组预估，其速度已可以达到国际上最先进硅基芯片的约1.4倍，而能耗仅为其90%。随着制造工艺精度的提升，这些指标将与硅基器件进一步拉大领先优势。
“在新领域航行确有风险，但是，不走出舒适区，在‘寻常路’上跟着别人亦步亦趋，怎么能取得原创性成果、实现领跑？”彭海琳如是说。