中國網/中國發展門戶網訊 英國物理學會主辦的《物理世界》12月12日正式公布“2025年度十大科學突破”榜單，中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家研究中心張廣宇團隊主導的“首例二維金屬制備”成果入選。這是該榜單自 2009 年設立以來，我國主導研究第7次獲此殊榮，也是本年度唯一入選的中國成果，與小行星生命起源線索、分子超流現象等國際重大突破共同躋身前列。 

自 2004 年石墨烯被發現并開啟二維新紀元以來，全球科學家已制備出數百種二維材料，理論預測更是接近2000種，但這些材料均局限于層狀體系——類似“千層餅”的結構通過弱范德華力結合，可通過機械剝離等方式獲得單層。而占元素周期表約80%的金屬，因具有非層狀結構、強金屬鍵及高對稱性，如同“壓縮餅干”般難以拆分，原子級薄的二維金屬長期被學界認為是“不可能完成的任務”，成為二維材料領域長期存在的重大空白。

為攻克這一難題，張廣宇團隊歷時多年攻關，獨創“原子制造的范德華擠壓技術”，利用團隊自主研發的原子級平整單層二硫化鉬作為“范德華壓砧”，實現了埃米級極限厚度下二維金屬的普適制備，成功獲得鉍（6.3?）、錫（5.8?）、鉛（7.5?）、銦（8.4?）和鎵（9.2?）五種二維金屬。這些材料的厚度僅為頭發絲直徑的二十萬分之一、A4紙厚度的百萬分之一。

這項技術突破帶來了多重核心優勢：制備的二維金屬具有超 1 年無性能退化的環境穩定性，且擁有非成鍵界面，為探索材料本征特性奠定基礎；電學測試顯示，單層鉍的室溫電導率較塊體鉍提升一個數量級以上，還展現出獨特的P 型電場效應，電阻可通過柵壓調控35%（超塊體金屬<1%）；技術更能以原子精度控制二維金屬厚度（單層、雙層或三層），為研究新奇層贗自旋特性提供了全新平臺。

“這一突破不僅填補了二維材料家族的關鍵拼圖，更開辟了全新研究領域?！闭撐墓餐ㄓ嵶髡叨帕_軍特聘研究員指出，二維金屬有望衍生出高溫量子霍爾效應、二維超導等宏觀量子現象，為低功耗晶體管、高頻器件、超靈敏探測等技術革新提供核心材料。元素周期表有88種金屬元素，目前實現的5種僅僅只是“冰山一角”，加上二元及多元合金，未來尚有上萬種二維金屬材料待探索，為該領域留下廣闊空間。

據悉，《物理世界》“年度十大突破”以學術權威性著稱，入選成果需滿足“科學意義重大、推動知識邊界、理論與實驗緊密結合、引發全球物理學家廣泛關注”四大核心標準。