中国首例二维金属入选《物理世界》“2025年度十大科学突破”

中国首例二维金属入选《物理世界》“2025年度十大科学突破”
2025年12月17日 20:17 新京报网

新京报讯(记者张璐)英国物理学会主办的《物理世界》(Physics World)近日公布“2025年度十大科学突破”榜单,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心张广宇团队主导的“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,与小行星生命起源线索、分子超流现象等国际重大突破共同跻身前列。     

自2004年石墨烯被发现并开启二维新纪元以来,全球科学家已制备出数百种二维材料,理论预测更是接近2000种,但这些材料均局限于层状体系——类似“千层饼”的结构,可通过机械剥离等方式获得单层。而占元素周期表约80%的金属,因具有非层状结构、强金属键及高对称性,如同“压缩饼干”般难以拆分,原子级薄的二维金属长期被学界认为是“不可能完成的任务”,成为二维材料领域长期存在的重大空白。        

为攻克这一难题,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”,成功获得铋(6.3Å)、锡(5.8Å)、铅(7.5Å)、铟(8.4Å)和镓(9.2Å)五种二维金属。这些材料的厚度仅为头发丝直径的二十万分之一、A4纸厚度的百万分之一。

论文共同通讯作者杜罗军特聘研究员指出,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。元素周期表有88种金属元素,目前实现的5种仅仅只是“冰山一角”,加上二元及多元合金,未来尚有上万种二维金属材料待探索,为该领域留下广阔空间。     

《物理世界》“年度十大科学突破”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、引发全球物理学家广泛关注”四大核心标准。张广宇团队的成果凭借对材料科学的颠覆性贡献、独创技术的普适价值及广阔应用前景,成功跻身榜单,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,为该领域贴上“中国标签”。

编辑 张树婧

校对 李立军

中国物理
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