北京时间2025年3月13日，中国科学院物理研究所宣布了一项重大科研成果：我国科研团队成功研制出厚度仅为头发丝直径二十万分之一的单原子层金属。这一成果在国际上首次实现了大面积二维金属材料的制备，为二维金属研究领域开创了新篇章。相关研究成果已在国际学术期刊《自然》上发表。

这项研究由中国科学院物理研究所的张广宇研究员带领团队完成。他们利用自主研发的原子级制造的范德华挤压技术，成功制备出了厚度仅为头发丝直径二十万分之一的单原子层金属。这种材料的厚度接近于一个原子的直径，远远小于传统材料的尺寸，因此具有独特的物理和化学性质。

范德华挤压技术的核心在于使用高质量的单层二硫化钼(MoS2)作为范德华压砧，将熔化的金属通过挤压的方式形成二维金属。这种技术不仅能够制备出单层的二维金属，还能以原子精度控制二维金属的层数，实现双层或三层等厚度的制备。经过MoS2封装的二维金属具有非常好的环境稳定性，在超过一年的实验测试中未出现性能退化。

此次成功制备的二维金属包括铋、锡、铅、铟、镓等多种金属。其中，单层铋的电学性能尤为突出。实验数据显示，单层铋的室温电导率比块体铋高出一个数量级以上，并展现出明显的P型电场效应。这一发现为低功耗全金属晶体管和高频器件的研制提供了新的思路。

二维材料自2004年单层石墨烯被发现以来，已成为凝聚态物理和材料科学等领域的研究热点。二维材料具有独特的物理和化学性质，在电子器件、能源转换、生物医学等领域具有广泛的应用前景。然而，由于大多数金属原子之间存在强烈的金属键相互作用，制备二维金属材料一直是一个巨大的挑战。此次我国科研团队的成功，不仅突破了这一技术瓶颈，还为二维金属材料的研究和应用开辟了新的道路。

这项研究成果不仅在国际上引起了广泛的关注，也得到了国际审稿人的一致好评。他们认为这一工作开创了二维金属这一重要研究领域，并代表了二维材料研究领域的一个重大进展。中国科学院物理研究所特聘研究员杜罗军表示，原子极限厚度二维金属的实现，有望衍生出各种宏观量子现象，促进理论、实验和技术的进步。

未来，这种单原子层金属有望在超微型低功耗晶体管、透明显示、高频器件、超灵敏传感探测以及极致高效催化等领域带来技术革新。这一成果不仅为我国在二维材料研究领域树立了新的里程碑，也为全球材料科学的发展做出了重要贡献。