1.中国科学院物理研究所/松山湖材料实验室研究员张广宇团队成功制备出原子极限厚度的各种二维金属。
2.该研究成果发表于《自然》，审稿人认为该研究开创了二维金属这一重要研究领域。
3.由于金属原子在任意方向均和周围原子存在强金属键相互作用，过去很难制备出真正的二维金属。
4.为此，张广宇团队借鉴了南京金箔锻制技艺，成功制备出铋、锡、铅、铟、镓等的单原子层金属。
5.该范德华挤压技术为二维金属合金、非晶和其他二维非层状材料提供了有效的原子级制造方案。
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从“压缩饼干”中剥出“千层饼”
二维材料的概念伴随着 2004 年单层石墨烯的发现而被提出，它的许多新奇特性极大颠覆了人类对材料的认知，引领了凝聚态物理、材料科学等领域的发展。过去 20 年里，二维材料家族迅速扩大，目前实验可获得的二维材料达数百种，理论预测有近 2000 种。然而，由占据元素周期表大半江山的金属构成的二维材料在这一家族中却一直缺席。
原子极限厚度的二维金属有着广阔的应用前景，将为超微型低功耗晶体管、高频器件、柔性透明显示、超灵敏探测、极致高效催化等领域带来技术革新。
20 年积累终获突破
贴上“中国标签”
通过超一年的材料特性测试，研究团队发现这些二维金属具有非常好的环境稳定性，将有利于器件制备以探测二维金属的本征特性。此外，单层铋的室温电导率可达 ~9.0×106S/m ，比块体铋高一个数量级以上，电阻可被栅压调控达 35% ，为制备低功耗全金属晶体管和高频器件提供了新思路。
“原子极限厚度的二维金属不仅超越了当前二维层状材料体系，还有望衍生出各种宏观量子现象，促进理论、实验和技术的进步。例如，二维金属不仅为理论研究提供了一个理想的量子受限模型体系，而且是实验探索量子霍尔效应、二维超流或超导、拓扑相变等的绝佳载体。”论文共同通讯作者、中国科学院物理研究所特聘研究员杜罗军说。
“在二维材料领域，石墨烯是英国人做出来的，其他成果也基本被欧美抢先。之前没有人做过二维金属，现在中国科学家做出来了，未来二维金属领域就会贴上‘中国标签’。”张广宇说。
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来源｜中国科学报
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