近期,英国物理学会主办的《物理世界》公布“2025年度十大科学突破”榜单,中国科学院物理研究所张广宇团队主导的“首例二维金属制备”成果成功入选,这是本年度唯一入选的中国成果,也是该榜单设立以来我国主导研究第7次获此殊荣,标志着我国在二维材料原子制造领域已占据国际领先地位 。
自2004年石墨烯被发现以来,全球科学家已制备出数百种二维材料,但均局限于层状体系,类似“千层饼”结构通过弱范德华力结合,而二维金属的制备长期以来是材料科学领域的世界性难题。张广宇团队历时多年攻关,独创“原子制造的范德华挤压技术”,利用自主研发的原子级平整单层二硫化钼作为“范德华压砧”,成功制备出铋、锡、铅、铟、镓五种二维金属,厚度仅为埃米级(1埃米=0.1纳米),其中锡的厚度仅5.8埃米,创下二维金属制备的极限纪录 。
这项技术突破带来了多重核心优势:制备的二维金属具有超1年无性能退化的环境稳定性,解决了传统二维材料易氧化、难保存的痛点;电学测试显示,单层铋的室温电导率达9.0×10⁶S/m,较块体铋提升一个数量级以上,还展现出独特的P型电场效应,电阻可通过栅压调控35%,远超传统块体金属不足1%的调控范围;技术可实现原子精度控制二维金属厚度,为研究新奇层赝自旋特性提供了全新平台 。
《物理世界》“年度十大突破”以学术权威性著称,入选成果需满足“科学意义重大、推动知识边界、理论与实验紧密结合、引发全球关注”四大标准。张广宇团队的成果之所以能脱颖而出,不仅在于填补了二维材料家族的关键拼图,更开辟了全新研究领域——二维金属有望衍生出高温量子霍尔效应、二维超导等宏观量子现象,为低功耗晶体管、高频器件、超灵敏探测等技术革新提供核心材料支撑 。
这一突破的背后,是中国科研团队长期深耕基础研究的坚持。从石墨烯研究的跟跑,到二维金属制备的领跑,中国在材料科学领域的创新能力持续提升。随着这项技术的进一步发展,未来在量子计算、新型电子设备、新能源等领域,有望催生出一系列颠覆性产品,为我国高端制造业转型升级提供核心竞争力。
基础研究是科技创新的源头活水,张广宇团队的成果入选国际十大突破,不仅彰显了中国科研的硬实力,更激励着更多科研工作者勇闯科学“无人区”。在二维材料原子制造领域贴上的“中国标签”,正成为中国科技创新从量的积累迈向质的飞跃的生动注脚。 #热点新知#