“新型二维材料的创造、制备与物性研究”项目荣获国家自然科学奖二等奖

6月24日，2023年度国家科学技术奖励大会在北京隆重举行。由中国科学院金属研究所完成的“新型二维材料的创造、制备与物性研究”项目荣获国家自然科学奖二等奖，项目主要完成人为任文才、成会明、徐川、洪艺伦、高旸。

该项目深入系统地开展了二维材料的化学气相沉积（CVD）制备研究，解决了三类典型的具有已知三维母体的二维材料[原子级厚度的层状半导体性过渡金属硫族化合物（TMD）、绝缘性六方氮化硼（h-BN）、非层状金属性过渡金属碳化物（TMC）]的控制制备难题，并创造出全新的二维MoSi₂N₄材料体系，实现了从0到1的创新，极大丰富了二维材料的物性和应用。

该项目主要科学发现包括：发展了以金、铂为基底的催化CVD方法，实现了大面积高质量单层n、p型半导体WS₂、WSe₂以及单、双层绝缘体h-BN的控制制备，研制出柔性薄膜晶体管阵列。发明了双金属基底CVD方法，攻克了非层状TMC表面悬键导致的岛状生长的经典难题，制备出系列高质量TMC二维晶体，并发现超薄Mo₂C晶体为二维超导体。提出了硅配位钝化二维非层状过渡金属氮化物表面悬键创制二维材料的新思想，CVD生长出性能优异的全新二维层状半导体MoSi₂N₄，并预测出十多种结构相同但性质迥异的二维新材料，开拓出二维MoSi₂N₄材料新体系。

相关成果得到了石墨烯发现者和诺贝尔奖获得者Novoselov教授、MXene发现者Gogotsi教授等的高度评价，被认为是“重大突破”“二维材料发展的一个里程碑”，引领形成了二维材料研究新方向，入选了全球物理学领域重点新兴前沿。

这是金属所继2017年石墨烯研究获得国家自然科学二等奖之后（高质量石墨烯材料的制备与应用基础研究，主要完成人：任文才，成会明，陈宗平，吴忠帅，高力波），在二维材料领域获得的第二项国家科学技术奖。