石墨烯发现者诺沃肖洛夫和海姆获得诺贝尔物理学奖

在14年前的今天，2010年10月5日（农历2010年8月28日），石墨烯发现者诺沃肖洛夫和海姆获得诺贝尔物理学奖。

2010年10月5日，瑞典皇家科学院宣布，将2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究。海姆和诺沃肖洛夫于2004年制成石墨烯材料。这是目前世界上最薄的材料，仅有一个原子厚。自那时起，石墨烯迅速成为物理学和材料学的热门话题。

安德烈·海姆，英国曼彻斯特大学科学家。1958年10月出生于俄罗斯西南部城市索契。1987年在俄罗斯科学院固体物理学研究院获得博士学位，此前同时受聘于英国曼彻斯特大学和荷兰奈梅亨大学，也是荷兰代尔夫特大学的名誉教授。此前已获得许多荣誉和奖项，2000年他还获得“搞笑诺贝尔奖”——通过磁性克服重力，让一只青蛙悬浮在半空中。

康斯坦丁·诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)，英国曼彻斯特大学科学家。1974年出生于俄罗斯的下塔吉尔，具有英国和俄罗斯双重国籍。2004年诺沃肖洛夫在荷兰奈梅亨大学获得博士学位。在读博士期间，他就与安德烈·海姆开始了合作研究。

这两位教授的获奖，也使曼彻斯特大学现有的诺贝尔奖得主人数增加到4名。“这真是一个好消息。我们很高兴这两位教授在石墨烯方面的研究得到了诺贝尔委员会的最高肯定，”曼彻斯特大学校长南希·罗斯韦尔说，“这又是一个在对科学的兴趣和实践基础上作出重大发现的例子，他们的发现具有重要的社会经济意义。”

2004年，英国曼彻斯特大学的安德烈·K·海姆(Andre K. Geim)等制备出了石墨烯。海姆石墨烯和他的同事偶然中发现了一种简单易行的新途径。他们强行将石墨分离成较小的碎片，从碎片中剥离出较薄的石墨薄片，然后用普通的塑料胶带粘住薄片的两侧，撕开胶带，薄片也随之一分为二。不断重复这一过程，就可以得到越来越薄的石墨薄片(理论厚度只有0.34纳米的石墨烯，约为头发直径的二十万分之一)，而其中部分样品仅由一层碳原子构成——他们制得了石墨烯。

石墨烯这一目前世界上最薄的物质首先让凝聚态物理学家们惊喜不已。由于碳原子间的作用力很强，因此即使经过多次的剥离，石墨烯的晶体结构依然相当完整，这就保证了电子能在石墨烯平面上畅通无阻的迁移，其迁移速率为传统半导体硅材料的数十至上百倍。这一优势使得石墨烯很有可能取代硅成为下一代超高频率晶体管的基础材料而广泛应用于高性能集成电路和新型纳米电子器件中。目前科学家们已经研制出了石墨烯晶体管的原型，并且乐观地预计不久就会出现全由石墨烯构成的全碳电路并广泛应用于人们的日常生活中。此外，二维石墨烯材料中的电子行为与三维材料截然不同，无法用传统的量子力学加以解释，而必须运用更为复杂的相对论量子力学来阐释。因此石墨烯为相对论量子力学的研究提供了很好的平台，而在这之前科学家们只能在高能宇宙射线或高能加速器中对该理论进行验证，如今终于可以在普通环境下轻松开展研究了。