Двумерные материалы, такие как графен, представляют собой слой толщиной в один или несколько атомов. 
В двумерной модификации вещества атомы, находящиеся на разных слоях, связаны между собой гораздо слабее, чем атомы, лежащие в одной плоскости. Благодаря такой структуре, двумерные материалы обладают интересными характеристиками, существенно отличными от их объемных аналогов.С момента открытия графена — первого двумерного материала — мировым сообществом было синтезировано много двуумерных пленок, часть из которых уже нашли свое применение в фотонике и оптоэлектронике. Однако многие из них до сих пор не изучены. В рамках лаборатории ведутся исследования оптических и нелинейно-оптических свойств новых двумерных материалов и метаповерхностей на их основе.