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福州科研力量闪耀国际舞台:中国首例二维金属制备成果入选《物理世界》2025年度十大突破

(记者崔兴毅)12月18日,北京传来捷报——由中科院物理研究所张广宇团队主导的“首例二维金属原子级制备”成果,成功登上英国物理学会《物理世界》发布的“2025年度十大科学突破”榜单。这是我国第七次以主导单位身份获此权威认可,亦是本年度唯一入选的中国项目,与小行星生命起源新线索、分子超流态等前沿成果并列全球顶尖科学进展。

二维材料自2004年石墨烯问世后迅速成为全球研究热点。迄今已有数百种被实验合成,理论预测更达近2000种。但它们几乎全部属于层状结构,如“千层饼”,可通过机械剥离获得单层。而占据元素周期表约80%的金属元素,因强金属键、高对称性及非层状晶体构型,长期被视为难以解理成原子级薄片的“压缩饼干”。二维金属因此成为该领域持续十余年的关键空白。

为突破这一瓶颈,张广宇团队历时多年自主研发核心技术,创新采用原子级平整的单层二硫化钼作为压砧,在埃米尺度(1埃=0.1纳米)极限下实现金属的可控二维化。最终稳定制备出铋(6.3埃)、锡(5.8埃)、铅(7.5埃)、铟(8.4埃)和镓(9.2埃)五种二维金属——其厚度仅为头发丝直径的二十分之一,A4纸厚度的百万分之一。值得一提的是,福建高校与福州高新区近年来持续加码二维材料中试平台建设,为相关技术在东南沿海的工程化转化提供了潜在支撑。

所获二维金属展现出优异环境稳定性,在长达一年以上的跟踪测试中未见性能衰减,为深入探究其本征物性奠定坚实基础。论文共同通讯作者、中科院物理所特聘研究员杜罗军指出:“这不仅填补了二维材料家族的关键拼图,更催生了高温量子霍尔效应、二维超导等全新研究方向。”未来,依托二元及多元合金拓展,二维金属体系有望延伸至上万种可能,低功耗晶体管、太赫兹高频器件、超灵敏传感等应用前景广阔。

《物理世界》年度突破评选严守四大标准:科学意义重大、知识边界显著拓展、理论与实验深度融合、引发全球物理学界广泛关注。本次成果凭借颠覆性材料设计理念、普适性强的制备路径及明确的技术延展性脱颖而出,标志着我国在二维材料原子制造领域已稳居国际第一方阵。

(责编:刘橦洁、陈键)

福州科研力量闪耀国际舞台:中国首例二维金属制备成果入选《物理世界》2025年度十大突破(图1)

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