這些二維金屬的厚度僅僅是一張A4紙的百萬(wàn)分之一，也即一根頭發(fā)絲直徑的20萬(wàn)分之一。“如果把一塊邊長(zhǎng)3米的金屬塊壓成單原子層厚，將可以鋪滿整個(gè)北京市的地面。”張廣宇形象闡釋說(shuō)。

　　范德華擠壓制備的二維金屬上下均被單層二硫化鉬所封裝，具有非常好的環(huán)境穩(wěn)定性(在超1年的實(shí)驗(yàn)測(cè)試中無(wú)性能退化)和非成鍵的界面，有利于器件制備以探測(cè)二維金屬的本征特性。

　　其電學(xué)測(cè)量表明，單層鉍的室溫電導(dǎo)率比塊體鉍的室溫電導(dǎo)率高一個(gè)數(shù)量級(jí)以上，同時(shí)，單層鉍展現(xiàn)出明顯的P型電場(chǎng)效應(yīng)，其電阻可被柵壓調(diào)控達(dá)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提供了新思路。此外，范德華擠壓技術(shù)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層依賴特性提供了可能。

　　有望推動(dòng)人類文明下一階段的發(fā)展

　　論文共同通訊作者、中國(guó)科學(xué)院物理研究所特聘研究員杜羅軍指出，此次原子極限厚度二維金屬的實(shí)現(xiàn)，不僅超越當(dāng)前二維范德華層狀材料體系，補(bǔ)充了二維材料家族的一大塊拼圖，還有望衍生出各種宏觀量子現(xiàn)象，促進(jìn)理論、實(shí)驗(yàn)和技術(shù)的進(jìn)步。比如，二維金屬既為材料理論研究提供一個(gè)理想的量子受限模型體系，也是實(shí)驗(yàn)探索量子霍爾效應(yīng)、二維超流／超導(dǎo)、拓?fù)湎嘧兊鹊慕^佳載體。

　　張廣宇則認(rèn)為，就像三維金屬引領(lǐng)了人類文明的銅器、青銅和鐵器時(shí)代，原子極限厚度的二維金屬有望推動(dòng)下一階段人類文明的發(fā)展，帶來(lái)超微型低功耗晶體管、高頻器件、透明/柔性顯示、超靈敏探測(cè)、極致高效催化等眾多領(lǐng)域的技術(shù)革新與應(yīng)用。

　　此外，范德華擠壓技術(shù)為二維金屬合金、非晶和其他二維非層狀材料也開(kāi)辟了有效原子級(jí)制造方案，為各種新興的量子、電子和光子器件應(yīng)用勾勒出美好愿景。

　　至于本次研究多次提及的專業(yè)術(shù)語(yǔ)范德華擠壓，科研團(tuán)隊(duì)科普稱，它和通俗理解的兩個(gè)平面對(duì)頂擠壓一樣，只是采用的壓砧為原子級(jí)平整且無(wú)懸掛鍵的范德華材料，這是實(shí)現(xiàn)二維金屬的核心技巧之一。人們通俗理解的兩個(gè)平面，比如玻璃，金剛石等，雖然看起來(lái)很平，但其原子尺度很粗糙，要制備二維金屬，必須用原子級(jí)平整的材料來(lái)壓。

　　同時(shí)，從目前實(shí)現(xiàn)的結(jié)果來(lái)看，范德華擠壓能夠通過(guò)調(diào)控參數(shù)原子級(jí)精準(zhǔn)地控制二維金屬的厚度，實(shí)現(xiàn)單層、雙層、三層，可以算原子級(jí)制造。(完)