近日,英国物理学会主办的Physics World正式公布“2025年度十大科学突破”榜单,中国科学院大学(以下简称“国科大”)博士生导师、中国科学院物理研究所研究员张广宇团队主导的“首例二维金属制备”成果成功入选,这也是本年度唯一入选的中国成果。
2025年3月,相关研究成果以“Realization of 2D metals at the ångström thickness limit”为题发表于Nature,便迅速引发全球学界与媒体高度关注。国科大博士毕业生赵交交(培养单位:中国科学院物理研究所)为第一作者。国科大博士生导师、中国科学院物理研究所研究员张广宇和特聘研究员杜罗军为共同通讯作者。

张广宇(左二)和赵交交(左一)等团队成员在实验

赵交交(左二)和团队成员在实验
在科幻小说《三体》中,三体人通过将肉眼看不到的质子展开为二维平面,再蚀刻电路,便形成了一台超级计算机“智子”,成功锁死了人类科技的进步。这一设定虽然更多基于天马行空的幻想,但其中关于物质“二维展开”的思路引发了人们的无限想象。
自2004年石墨烯被发现并开启二维新纪元以来,全球科学家已制备出数百种二维材料,理论预测更是接近2000种,但这些材料均局限于层状体系——类似“千层饼”的结构通过弱范德华力结合,可通过机械剥离等方式获得单层。而占元素周期表约80%的金属,因具有非层状结构、强金属键及高对称性,如同“压缩饼干”般难以拆分,原子级薄的二维金属长期被学界认为是“不可能完成的任务”,成为二维材料领域长期存在的重大空白。
为攻克这一难题,张广宇团队历时多年攻关,独创“原子制造的范德华挤压技术”,利用团队自主研发的原子级平整单层二硫化钼作为“范德华压砧”,实现了埃米级极限厚度下二维金属的普适制备,成功获得铋(6.3Å)、锡(5.8Å)、铅(7.5Å)、铟(8.4Å)和镓(9.2Å)五种二维金属。这些材料的厚度仅为头发丝直径的二十万分之一、A4纸厚度的百万分之一。这是国际上首次实现大面积二维金属材料的制备,开创了二维金属研究的新领域。
这项技术突破带来了多重核心优势:制备的二维金属具有超1年无性能退化的环境稳定性,且拥有非成键界面,为探索材料本征特性奠定基础;电学测试显示,单层铋的室温电导率达9.0×106S/m,较块体铋提升一个数量级以上,还展现出独特的P型电场效应,电阻可通过栅压调控35%(超块体金属<1%);技术更能以原子精度控制二维金属厚度(单层、双层或三层),为研究新奇层赝自旋特性提供了全新平台。

单层铋的原子结构单层铋的原子结构

与层数相关的特性
“这一突破不仅填补了二维材料家族的关键拼图,更开辟了全新研究领域。”杜罗军指出,二维金属有望衍生出量子霍尔效应、二维超导等宏观量子现象,为低功耗晶体管、高频器件、超灵敏探测等技术革新提供核心材料。元素周期表有88种金属元素,目前实现的5种仅仅只是“冰山一角”,加上二元及多元合金,未来尚有上万种二维金属材料待探索,为该领域留下广阔空间。

Physics World“年度十大科学突破”以学术权威性著称,入选成果需满足“科学意义重大、推动知识边界、理论与实验紧密结合、引发全球物理学家广泛关注”四大核心标准。张广宇团队的成果凭借对材料科学的颠覆性贡献、独创技术的普适价值及广阔应用前景,成功跻身榜单,标志着我国在二维金属领域已占据国际领先地位,为该领域贴上“中国标签”。
阅读原文:https://mp.weixin.qq.com/s/1-sOwcK0sJVrjeRUE2kqzw
2025年12月19日12时10分,中国科学院大学物理科学学院2025级301&302党支部在雁栖湖校区教1-227教室召开预备党员转正大会。大会由党支部书记张跃宁同志主持,物理天文核学院党委委员王帅列席会议。
张跃宁同志首先报告,大会应到有表决权的正式党员26名,实到22名,因事未能到场的同志已提交书面意见,符合规定人数,会议有效。
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会议严格按照《中国科学院大学发展党员工作实施细则》规定程序,逐一讨论三位预备党员的转正事宜。袁媛、张玉婷、彭家华三位同志依次上台,围绕预备期内思想政治、学习科研、集体服务、纪律作风等方面进行汇报,既总结成绩,也剖析自身在理论深度、统筹能力、群众工作方法上的不足,并提出下一步整改方向。
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袁媛同志的考察联系人董耘赫、周婉婷,张玉婷同志的考察联系人董耘赫、王宇欣,彭家华同志的考察联系人李可、张鑫莹分别介绍其培养考察情况,一致肯定三位同志能够以党员标准严格要求自己,先锋模范作用突出,同意按期转正。
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纪检委员王世涛同志代表支委会向大会分别报告预备党员在预备期间的教育和考察情况,征求党内外群众意见及公示情况。他表示,三位同志政治立场坚定,理论学习主动,科研业绩优良,群众基础扎实,公示期间未收到任何反对意见和异议,支委会同意三位同志按期转为正式党员。
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与会党员踊跃发言,认为三位同志在重大原则问题上态度鲜明,在班级、实验室、志愿服务中冲锋在前,同时也建议她们进一步加强对党的创新理论的体系化学习,提升全局统筹与宣传带动能力。
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张跃宁同志现场宣读支部大会决议:同意袁媛、张玉婷、彭家华三名同志按期转为中共正式党员。三位同志分别表态,感谢党组织培养,承诺将以更高标准接续奋斗,把论文写在祖国大地上,把成果用在科技强国伟业中。
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最后,王帅老师向三名同志表示祝贺,对本次大会进行总结,并提出针对性的建议。王帅老师希望全体同志能够牢记“强国一代有我在”的誓言,把个人科研方向与国家重大需求紧密结合,让党旗在科研一线高高飘扬。
本次转正大会程序严谨、民主氛围浓厚,进一步夯实了支部战斗堡垒作用。
2025年12月17日中午12时20分,物理科学学院2025级303&304党支部在雁栖湖校区教1-317教室召开党员大会,讨论孙启申、葛进、石雨信三位预备党员的转正事宜,并开展国家安全与保密工作专题党课学习。党支部书记田朝杨主持会议,物理天文核学院党委委员张银列席会议。
首先,田朝杨为全体党员讲授了国家安全和保密工作专题党课,围绕总体国家安全观、保守党和国家秘密两个方面展开。田朝杨结合相关教育视频资料指出,“坚持统筹发展和安全”是推动“十五五”时期经济社会高质量发展必须遵循的重要原则之一,全体党员应深刻认识维护国家安全的极端重要性,在日常学习与科研工作中牢固树立底线思维,自觉遵守国家法律法规和保密纪律,切实将安全发展理念内化于心、外化于行。

田朝杨讲授国家安全和保密工作专题党课
随后,会议严格按照《中国科学院大学发展党员工作实施细则》规定程序,逐一讨论三位预备党员的转正事宜。田朝杨清点并报告到会人数:支部共有表决权的正式党员24名,实到22名,符合规定人数。会议依次听取了孙启申、葛进、石雨信三位同志在预备期内思想、学习、工作及发挥作用情况的汇报,以及各自对不足之处的认识与今后努力方向。其考察联系人分别介绍了三位同志在预备期间的教育考察情况,并表明了同意其转为正式党员的意见。支部委员会向大会报告了征求党内外群众意见、公示情况及支委会审查意见。与会党员充分讨论并发表意见后,以无记名投票方式进行了表决。

孙启申同志介绍预备期表现

葛进同志介绍预备期表现

石雨信同志介绍预备期表现
经过无记名投票,大会一致同意三位同志按期转为正式党员。田朝杨宣读大会决议后,三位同志分别作了表态发言,衷心感谢组织的培养和同志们的信任,表示将以转正为新的起点,时刻以党员标准严格要求自己,不断加强理论学习,提升党性修养,积极发挥先锋模范作用,努力为党和人民的事业贡献力量。
大会在庄严而热烈的氛围中结束。本次会议是一次深刻而生动的党性教育,进一步提升了党支部的凝聚力与战斗力。