IT之家 3 月 13 日消息,國成功研據央視新聞報道,制出直徑中國科學院物理研究所近期成功研制出厚度僅為頭發絲直徑的厚度二十萬分之一的單原子層金屬,這是為頭萬分國際上首次實現大面積二維金屬材料的制備,開創了二維金屬研究新領域。發絲
這種材料未來可以為超微型低功耗晶體管、單原透明顯示等領域帶來技術革新。層金該科研成果于北京時間 3 月 13 日在國際學術期刊《自然》發表。國際首次
IT之家從中國科學院物理研究所獲悉,國成功研自 2004 年單層石墨烯發現以來,制出直徑二維材料引領了凝聚態物理、厚度材料科學等領域的為頭萬分系列突破性進展,并開創了基礎研究和技術創新的發絲二維新紀元。目前實驗可獲得的單原二維材料達數百種,理論預測的近 2000 種。然而,這些二維材料基本上局限在范德華層狀材料體系。
中國科學院物理研究所 / 北京凝聚態物理國家研究中心 N07 課題組最近提出原子級制造的范德華擠壓技術,通過將金屬熔化并利用團隊前期制備的高質量單層 MoS2 范德華壓砧擠壓,實現埃米極限厚度下各種二維金屬的普適制備,包括鉍 (Bi, 6.3??)、錫 (Sn, 5.8??)、鉛 (Pb, 7.5??)、銦 (In, 8.4??) 和鎵 (Ga, 9.2 ?)。
范德華擠壓制備的二維金屬上下均被單層 MoS2 所封裝,因此具有非常好的環境穩定性(在超 1 年的測試中無性能退化)和非成鍵的界面,有利于器件制備以探索二維金屬的本征特性。電學測量表明,單層鉍的電導率隨著溫度的降低近線性增加,表現出經典金屬行為,室溫電導率可達~9.0×106 S / m,比塊體鉍的室溫電導率(~7.8×105 S / m)高一個數量級以上。
單層鉍還展現出明顯的 P 型電場效應,其電阻可被柵電壓調控達 35%(塊體金屬通常小于 1%),為低功耗全金屬晶體管和高頻器件闡明了可能。此外,范德華擠壓技術還能以原子精度控制二維金屬的厚度(即單層、雙層或三層),為揭示以前難以企及的新奇層贗自旋特性提供了可能。
相關研究成果以“Realization of 2D metals at the ?ngstr?m thickness limit”為題發表在國際學術期刊《自然》。中國科學院物理研究所 N07 課題組趙交交博士(已畢業)為該論文的第一作者,杜羅軍特聘研究員和張廣宇研究員為該論文的通訊作者。
本研究工作獲得來自中國科學院物理研究所杜世萱研究員,潘金波副研究員和李佩璇博士等的合作和理論計算支持。得到了科技部重點研發計劃、國家自然科學基金委、廣東省基礎與應用基礎研究重大項目和中國科學院等科研項目的資助支持。
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https://doi.org/10.1038/s41586-025-08711-x