石墨烯發現者諾沃肖洛夫和海姆獲得諾貝爾物理學獎

2010年10月5日 (農歷八月廿八)，石墨烯發現者諾沃肖洛夫和海姆獲得諾貝爾物理學獎。

2010年10月5日，瑞典皇家科學院宣布，將2010年諾貝爾物理學獎授予英國曼徹斯特大學科學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，以表彰他們在石墨烯材料方面的卓越研究。海姆和諾沃肖洛夫于2004年制成石墨烯材料。這是目前世界上最薄的材料，僅有一個原子厚。自那時起，石墨烯迅速成為物理學和材料學的熱門話題。

安德烈·海姆，英國曼徹斯特大學科學家。1958年10月出生于俄羅斯西南部城市索契。1987年在俄羅斯科學院固體物理學研究院獲得博士學位，此前同時受聘于英國曼徹斯特大學和荷蘭奈梅亨大學，也是荷蘭代爾夫特大學的名譽教授。此前已獲得許多榮譽和獎項，2000年他還獲得“搞笑諾貝爾獎”——通過磁性克服重力，讓一只青蛙懸浮在半空中。

康斯坦丁·諾沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)，英國曼徹斯特大學科學家。1974年出生于俄羅斯的下塔吉爾，具有英國和俄羅斯雙重國籍。2004年諾沃肖洛夫在荷蘭奈梅亨大學獲得博士學位。在讀博士期間，他就與安德烈·海姆開始了合作研究。

這兩位教授的獲獎，也使曼徹斯特大學現有的諾貝爾獎得主人數增加到4名。“這真是一個好消息。我們很高興這兩位教授在石墨烯方面的研究得到了諾貝爾委員會的最高肯定，”曼徹斯特大學校長南希·羅斯韋爾說，“這又是一個在對科學的興趣和實踐基礎上作出重大發現的例子，他們的發現具有重要的社會經濟意義。”

2004年，英國曼徹斯特大學的安德烈·K·海姆(Andre K. Geim)等制備出了石墨烯。海姆石墨烯和他的同事偶然中發現了一種簡單易行的新途徑。他們強行將石墨分離成較小的碎片，從碎片中剝離出較薄的石墨薄片，然后用普通的塑料膠帶粘住薄片的兩側，撕開膠帶，薄片也隨之一分為二。不斷重復這一過程，就可以得到越來越薄的石墨薄片(理論厚度只有0.34納米的石墨烯，約為頭發直徑的二十萬分之一)，而其中部分樣品僅由一層碳原子構成——他們制得了石墨烯。

石墨烯這一目前世界上最薄的物質首先讓凝聚態物理學家們驚喜不已。由于碳原子間的作用力很強，因此即使經過多次的剝離，石墨烯的晶體結構依然相當完整，這就保證了電子能在石墨烯平面上暢通無阻的遷移，其遷移速率為傳統半導體硅材料的數十至上百倍。這一優勢使得石墨烯很有可能取代硅成為下一代超高頻率晶體管的基礎材料而廣泛應用于高性能集成電路和新型納米電子器件中。目前科學家們已經研制出了石墨烯晶體管的原型，并且樂觀地預計不久就會出現全由石墨烯構成的全碳電路并廣泛應用于人們的日常生活中。此外，二維石墨烯材料中的電子行為與三維材料截然不同，無法用傳統的量子力學加以解釋，而必須運用更為復雜的相對論量子力學來闡釋。因此石墨烯為相對論量子力學的研究提供了很好的平臺，而在這之前科學家們只能在高能宇宙射線或高能加速器中對該理論進行驗證，如今終于可以在普通環境下輕松開展研究了。