你知道吗?自2004年石墨烯被发现后,二维材料的研究就像火箭一样飞速发展。科学家们在这个领域不断探索,理论上预测了近2000种二维材料,还在实验室成功合成了几百种。不过,这些材料大多都是范德华(vdW)层状晶体。

现在,有个超级大的突破!中国科学院物理研究所的科学家们发明了一种叫“vdW挤压”的技术。这个技术有多厉害呢?以前想做出原子级薄的二维金属特别难,但是用这个技术,就能轻松在埃米尺度(极其微小的尺度)做出又大又稳定的二维金属。

他们是怎么做的呢?就是把纯金属放在两个坚硬的vdW“铁砧”(由在蓝宝石上外延生长的二硫化钼单层构成)中间,在高压下让金属熔化并挤压。通过这种方法,科学家们做出了好多不同的二维金属,像铋(厚度约6.3埃)、锡(约5.8埃)、铅(约7.5埃)、铟(约8.4埃)和镓(约9.2埃)。

这些二维金属被夹在两层二硫化钼中间,特别稳定,而且这种结构能让科学家们研究它们内部的一些特性。比如说,对单层铋进行测量后发现,它的导电性变得特别好,还有很强的场效应,表现出p型特性,非线性霍尔电导率也很大,甚至还发现了新的声子模式。
这个“vdW挤压”技术还有个超厉害的地方,它能像精准控制刻度一样,通过调节挤压的压力,精确控制二维金属的厚度,想做单层、双层还是三层都可以。科学家们说,这个技术不仅能做出各种二维金属,以后还能用来制造二维金属合金、非晶态和其他二维非vdW化合物。而且,在量子、电子和光子设备这些领域,它也有着非常广阔的应用前景。这真的是材料科学领域的一个重大进步,未来还有无限可能呢!
参考资料:DOI: 10.1038/s41586-025-08711-x