我国科学家成功制备多种单原子层金属 厚度仅为头发丝直径的二十万分之一

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据新华社电 记者13日从中国科学院获悉，我国科研团队成功制备了多种单原子层金属，厚度仅为头发丝直径的二十万分之一。这一成果将有力推动二维金属领域科学研究，并在超微型低功耗晶体管、超灵敏探测等领域具有广阔应用前景。相关成果论文已在国际学术期刊《自然》发表。
“二维材料是指仅有单个原子层或几个原子层厚度的材料。对二维材料的研究，引领了凝聚态物理、材料科学等领域一系列重大发现，是当前国际科技发展的重要前沿领域。”论文通讯作者、中国科学院物理研究所特聘研究员杜罗军说。
据介绍，自2004年单层石墨烯发现以来，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。但这些二维材料目前局限在层状材料体系，而包括金属在内的大部分材料均为非层状材料。
“不同于层状材料，金属材料的每个原子在任意方向均和周围原子有强的金属键相互作用。如果将层状材料比作‘千层饼’，那么金属材料就好比‘压缩饼干’。因此，将金属材料‘重塑’为二维材料，要比层状材料难得多。”杜罗军说。
此项研究中，团队将金属熔化，并利用团队前期制备的高质量单层二硫化钼压砧进行挤压，实现了多种二维金属的普适制备，包括铋、锡、铅、铟和镓。团队制备的二维金属材料横向尺寸较此前同类材料实现了大幅提升，并且具有良好的环境稳定性，在超1年的实验测试中无性能退化。
《自然》审稿人认为，这一成果将有力推动二维金属领域科学研究，是二维材料研究领域的一个重大进展。
“二维金属材料具有广阔应用前景，有望推动超微型低功耗晶体管、高频器件、透明显示、超灵敏探测、极致高效催化等领域的技术革新。”论文通讯作者、中国科学院物理研究所研究员张广宇说。