作為現代信息技術的基石，硅基CMOS集成電路技術即將達到性能極限，電子學的發展急需新的器件技術。彭練矛團隊發展了基于碳納米管的高性能、低功耗CMOS晶體管和集成電路技術，有望在性能和功耗上全面超越現有技術。主要成果包括：
　　（1）發展了一整套碳納米管CMOS器件和集成電路的無摻雜制備技術，以放棄摻雜為核心思想，通過控制電極材料，選擇性地向晶體管注入電子或空穴，從而實現晶體管極性的控制。首次實現5納米柵長的碳管CMOS晶體管，證明在亞10nm的技術節點上，碳管晶體管的性能和功耗綜合指標較目前最先進的硅基CMOS器件具有10倍以上的優勢，并接近由量子測不準原理決定的電子器件理論極限（Science2017，355：271）。
　?。?）發展了碳管CMOS集成電路的批量制備技術，首次實現中等規模的高性能碳基CMOS集成電路（ACSNano，2017，11：4124），是世界上集成度最高、復雜性最強的碳管集成電路；制備出速度達5.54GHz的環振電路（NatureElectronics，2018，1：40），為世界上最快的碳基集成電路，且較已發表的最高紀錄提升了20倍。此外，發展了可轉移至生物表面的碳基柔性低功耗集成電路技術（NatureElectronics2018，1：237），促進實現下一代的生物電子集成系統。
　　（3）針對功耗成為集成電路發展瓶頸這一現狀，提出并制備了一種新型超低功耗晶體管--狄拉克源晶體管（Science2018，361：387），大幅降低晶體管工作所需驅動電壓，為超低功耗納米電子學的發展奠定基礎。
　　彭練矛團隊的上述成果已引起國內外廣泛關注。作為碳基電子學領域代表性工作，先后被三期國際半導體技術發展路線圖（ITRS）報告引用13次。NatureIndex2015China將其研究成果作為北京科技創新事例重點介紹，稱其“代表著計算機處理器的未來”；NatureIndex2017China以封面故事“China‘sblue-chipfuture”進一步推介5nm柵長碳管晶體管的研究成果；NatureIndex2017ScienceCities以“Pioneeringcarbon-basednanoelectronics”為題進行系統性報道，指出碳基集成電路的前沿研究“開啟了超越硅基CMOS器件的未來之門”。2017年8月19日，《人民日報》（海外版）在《“中國芯”走出自強路》一文中高度評價碳管晶體管的優異性能“意味著中國科學家有可能研制出以此類晶體管為元器件的商用碳基芯片，有望在芯片研究技術上趕超國外同行”“研制出碳納米晶體管無疑是我國科學家奮力追趕世界先進水平的征途中取得的一個重大勝利，是中國信息科技發展的一座新里程碑”。
　　彭練矛團隊在碳基電子學領域發表SCI論文150余篇，包括2篇Science、1篇Naturephotonics、2篇NatureElectronics等頂級期刊論文50余篇；獲國家自然科學二等獎2項，高等學?？茖W研究優秀成果獎自然科學一等獎1項，中國科學十大進展、中國高等學校十大科技進展各1項。