厚度仅为发丝直径二十万分之一！我国开创二维金属研究新领域

来自科技2025-03-14 04:30:20

记者从中国科学院物理研究所获悉，该所科研团队近期成功研制出厚度仅为头发丝直径的二十万分之一的单原子层金属，这是国际上首次实现大面积二维金属材料的制备，开创了二维金属研究新领域。这种材料未来可以为超微型低功耗晶体管、透明显示等领域带来技术革新。该科研成果于北京时(shí)间(jiān)3月(yuè)13日(rì)在(zài)国(guó)际(jì)学(xué)术(shù)期(qī)刊(kān)《自(zì)然(rán)》发(fā)表(biǎo)。

在(zài)我(wǒ)们(men)日(rì)常(cháng)生(shēng)活(huó)中(zhōng)，人(rén)们(men)见(jiàn)到(dào)的(de)材(cái)料(liào)都(dōu)是(shì)三(sān)维(wéi)的(de)，也(yě)就(jiù)是(shì)具(jù)有(yǒu)一(yī)定(dìng)长(zhǎng)度(dù)、宽(kuān)度(dù)、高(gāo)度(dù)，但(dàn)如(rú)果(guǒ)把(bǎ)一(yī)个(gè)维(wéi)度(dù)抹(mǒ)平(píng)，那(nà)就(jiù)是(shì)二(èr)维(wéi)材(cái)料(liào)。例(lì)如(rú)一(yī)本(běn)书(shū)就(jiù)具(jù)有(yǒu)长(zhǎng)宽(kuān)高(gāo)，而(ér)二(èr)维(wéi)材(cái)料(liào)就(jiù)像(xiàng)是(shì)从(cóng)这(zhè)本(běn)书(shū)上(shàng)单(dān)独(dú)撕(sī)下(xià)来(lái)的(de)一(yī)页(yè)纸(zhǐ)，看(kàn)上(shàng)去(qù)只(zhǐ)有(yǒu)长(zhǎng)和(hé)宽(kuān)，厚(hòu)度(dù)在(zài)我(wǒ)们(men)肉(ròu)眼(yǎn)看(kàn)来几乎为零。在科学界，真实的二维材料就是厚度为单个原子或者少数几个原子的材料，一般厚度仅仅是一张A4纸的百万分之一。

如何把金(jīn)属(shǔ)材(cái)料(liào)也(yě)能(néng)做(zuò)得(de)这(zhè)么(me)薄(báo)呢(ne)？这(zhè)在(zài)科(kē)学(xué)界极具挑战性。中国科学院物理研究所张广宇研究员带领团队发展了原子级(jí)制(zhì)造(zào)的(de)范(fàn)德(dé)华(huá)挤(jǐ)压(yā)技(jì)术(shù)。这(zhè)种(zhǒng)技(jì)术(shù)采用(yòng)的(de)压(yā)砧(zhēn)是(shì)原(yuán)子(zi)级(jí)平(píng)整(zhěng)、表(biǎo)面(miàn)无(wú)悬(xuán)挂(guà)键的(de)材(cái)料(liào)。科(kē)研(yán)团(tuán)队(duì)通(tōng)过(guò)将(jiāng)金(jīn)属(shǔ)熔(róng)化(huà)并(bìng)利(lì)用(yòng)团(tuán)队(duì)前期制备的高质量单层二硫化钼范德华压砧挤压，实现了原子极限厚度下铋、锡、铅等二维金属的普适制备。二维金属的实现超越了当前二维范德华层状材料体系，补充了二维材料家族的一大块拼图。