近日，英國(guó)物理學(xué)會(huì)旗下權(quán)威期刊《物理世界》揭曉了“2025年度十大科學(xué)突破”榜單，中國(guó)科學(xué)院物理研究所張廣宇團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)的“全球首例二維金屬制備”成果成功入選。這一成果不僅是本年度榜單中唯一來(lái)自中國(guó)的研究，也是我國(guó)科學(xué)家在該獎(jiǎng)項(xiàng)設(shè)立以來(lái)第七次獲此殊榮，標(biāo)志著我國(guó)在二維材料原子制造領(lǐng)域已躋身國(guó)際前沿。
自2004年石墨烯被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，全球科研界已成功制備出數(shù)百種二維材料，但這些材料均局限于層狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)弱范德華力堆疊形成類(lèi)似“千層餅”的形態(tài)。而二維金屬的制備長(zhǎng)期被視為材料科學(xué)領(lǐng)域的“珠穆朗瑪峰”，其技術(shù)難度極高。張廣宇團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多年攻關(guān)，創(chuàng)新性地開(kāi)發(fā)出“原子制造的范德華擠壓技術(shù)”，以自主研發(fā)的原子級(jí)平整單層二硫化鉬作為“范德華壓砧”，首次成功制備出鉍、錫、鉛、銦、鎵五種二維金屬。這些金屬的厚度僅為埃米級(jí)（1埃米=0.1納米），其中錫的厚度僅5.8埃米，刷新了二維金屬制備的極限紀(jì)錄。
這項(xiàng)技術(shù)突破帶來(lái)了多重核心優(yōu)勢(shì)。在穩(wěn)定性方面，制備的二維金屬在常溫環(huán)境下可保持超過(guò)一年無(wú)性能退化，徹底解決了傳統(tǒng)二維材料易氧化、難保存的難題。電學(xué)性能測(cè)試顯示，單層鉍的室溫電導(dǎo)率高達(dá)9.0×10?S/m，較塊體鉍提升一個(gè)數(shù)量級(jí)以上，并展現(xiàn)出獨(dú)特的P型電場(chǎng)效應(yīng)，其電阻可通過(guò)柵壓調(diào)控35%，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)塊體金屬不足1%的調(diào)控范圍。該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)原子精度的厚度控制，為研究新奇層贗自旋特性提供了全新平臺(tái)。
《物理世界》的“年度十大突破”評(píng)選以學(xué)術(shù)權(quán)威性著稱(chēng)，入選成果需同時(shí)滿(mǎn)足“科學(xué)意義重大、推動(dòng)知識(shí)邊界、理論與實(shí)驗(yàn)緊密結(jié)合、引發(fā)全球關(guān)注”四大標(biāo)準(zhǔn)。張廣宇團(tuán)隊(duì)的成果之所以能夠脫穎而出，不僅在于其填補(bǔ)了二維材料家族的關(guān)鍵空白，更在于其開(kāi)辟了全新研究領(lǐng)域——二維金屬有望衍生出高溫量子霍爾效應(yīng)、二維超導(dǎo)等宏觀量子現(xiàn)象，為低功耗晶體管、高頻器件、超靈敏探測(cè)等技術(shù)革新提供核心材料支撐。例如，基于二維金屬的新型晶體管可將功耗降低至傳統(tǒng)器件的十分之一，而高頻器件的工作頻率可提升至太赫茲級(jí)別。
這一突破的背后，是中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期深耕基礎(chǔ)研究的堅(jiān)持。從石墨烯研究的“跟跑者”到二維金屬制備的“領(lǐng)跑者”，中國(guó)在材料科學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)新能力持續(xù)提升。張廣宇團(tuán)隊(duì)的研究成果不僅為全球二維材料研究提供了新范式，更推動(dòng)了中國(guó)在高端制造業(yè)領(lǐng)域的轉(zhuǎn)型升級(jí)。隨著該技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，未來(lái)在量子計(jì)算、新型電子設(shè)備、新能源等領(lǐng)域，有望催生出一系列顛覆性產(chǎn)品，為我國(guó)在全球科技競(jìng)爭(zhēng)中贏得更多主動(dòng)權(quán)。
基礎(chǔ)研究是科技創(chuàng)新的源頭活水。張廣宇團(tuán)隊(duì)的成果入選國(guó)際十大突破，不僅彰顯了中國(guó)科研的硬實(shí)力，更激勵(lì)著更多科研工作者勇闖科學(xué)“無(wú)人區(qū)”。在二維材料原子制造領(lǐng)域，中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)正以獨(dú)特的創(chuàng)新路徑，為全球科技進(jìn)步貢獻(xiàn)中國(guó)智慧。這一領(lǐng)域的“中國(guó)標(biāo)簽”，正成為中國(guó)科技創(chuàng)新從量的積累邁向質(zhì)的飛躍的生動(dòng)注腳。
