2025年3月，中国科学院物理研究所的相关团队历经反复的实验和测试，利用独创的“原子制造的范德华挤压技术”，在国际上首次成功制备出铋、锡、铅、铟和镓等五种单原子层厚度的二维金属，为二维材料领域带来了重大突破。

二维材料是由单层或少层原子构成的材料，具有独特的电子结构和优异的物理化学性质。石墨烯作为二维材料的典型代表，兼具极高的载流子迁移率、高强度和良好的导热性等特性，在电子、能源、生物医学等领域展现出巨大的应用潜力。但二维材料家族长期缺少金属成员，限制了其在超低功耗电子器件和新型量子现象探索等方面的进一步发展。因为金属在电子器件中扮演着至关重要的角色，如电极、导线等，二维金属的缺失，使得构建基于二维材料的全二维电子器件成为难题。

研究团队此次的成功绝非偶然。他们独创的“原子制造的范德华挤压技术”，是一种创新性的原子级制造方法。该技术巧妙地利用范德华力—这是一种存在于分子间的弱相互作用力。通过精确控制原子间的范德华力，研究团队能够像挤压面团一样，将金属原子逐层压合，最终形成单原子层厚度的二维金属。这一过程需要极高的精度和严格的环境控制，任何微小的偏差都可能导致实验失败。团队成员们经过无数次的尝试和优化，不断调整实验参数，改进实验设备，才最终实现了这一重大突破。

此次制备出的二维金属具有许多独特的性质。与传统三维金属相比，二维金属的电子运动受到更强的量子限制效应的制约，这使得它们在电子传输、光学性质和磁学性质等方面表现出与众不同的行为。例如，二维金属可能具有更高的载流子迁移率，这意味着电子在其中的运动更加顺畅，能够大幅降低电子器件的功耗。此外，二维金属还可能展现出新颖的量子现象，如量子霍尔效应、量子自旋霍尔效应等，为新型量子器件的研发提供了可能。

这一突破不仅在科学研究上具有重要意义，也为实际应用带来了广阔的前景。在电子器件领域，二维金属可用于制造超低功耗的晶体管、传感器和存储器等，有望推动电子设备向更小、更快、更节能的方向发展。在量子计算和量子通信领域，二维金属的独特量子性质为构建新型量子比特和量子通道提供了新的材料选择，有助于加快量子技术的实用化进程。随着研究的不断深入，二维金属将在更多领域展现出巨大的应用潜力，为人类社会的发展带来新的变革。