英国两名科学家分享诺贝尔物理学奖回目录
据外国媒体报道，两位在俄罗斯出生的科学家安德烈-盖姆和康斯坦丁-诺沃肖洛夫10月5日因为对石墨烯的“突破性实验”而获得2010年宝贝尔物理学奖，这种材料预计将在电子学发挥重要作用。
瑞典皇家科学院在颁奖状中称，安德烈-盖姆和康斯坦丁-诺沃肖洛夫在石墨烯实验作出了杰出的贡献。石墨烯是一种只有原子那么厚度的碳薄片。颁奖状称，就石墨烯进行的实验可以用来研发新物质，生产创新型电子产品。盖姆和诺沃肖洛夫通过实验表明石墨烯具备非凡的特质，这些特质来自不同寻常的量子物理学世界。
颁奖状称，石墨烯是一种碳形式。作为一种物质，它是全新的，不仅是最薄的而且是最硬的。作为一种电导体，它的性能可以铜相提并论。作为一种热导体，它的表现超出了任何其它已知材料。由于它几乎全部是透明的，但又十分密集，甚至是氦也难以穿过它。地球上所有已知生命的最基础物质碳再一次使人们感到意外。盖姆和诺沃肖洛夫从一片石墨中提取出了石墨烯，他们用常见的胶粘带获得了只有一个原子厚度的石墨烯，当时许多人认为这种薄的结晶状材料不可能很稳定。但是，由于获得了石墨烯，科学家们现在可以研究具有独立特性的二维结构材料。
瑞典皇家科学院称：“由于它实质是一种透明的、非常好的导体，石墨烯可以用来生产透明触摸屏、灯光板、甚至是太阳能电池。它是一种完美的原子晶格。”
51岁的盖姆是荷兰公民，他1958年出生在俄罗斯的索契，1987年从物罗斯科学院固体物理研究体获得博士学位，曼彻斯特介观科学与纳米科技研究中心主任、曼彻斯特大学Langworthy研究教授、皇家学会2010周年研究教授。
36岁的诺沃肖洛夫拥有英国和俄罗斯双重国籍，1974年出生在俄罗斯下塔吉尔，2004年从内梅亨大学获得博士学位，英国曼彻斯特大学教授、皇家科学院研究员。诺沃肖洛夫在荷兰攻读博士学位时就与盖姆一同工作，他随后跟随盖姆来到英国。
简介回目录
Andre Konstantinovich Geim FRS (Russian: "Андрей Константинович Гейм") is a physicist who is known for the discovery of graphene,[2][3] the development of gecko tape and demonstrations of diamagnetic levitation. On October 5, 2010, he was awarded the 2010 Nobel Prize in Physics, jointly with Konstantin Novoselov, "for groundbreaking experiments regarding the two-dimensional material graphene."
Education
In 1982 Geim completed a first class MSc at the Moscow Physical-Technical Institute.[5] In 1987 he completed a PhD at the Institute of Solid State Physics in Chernogolovka, Russia.
Career
Geim worked as a research scientist at the Institute for Microelectronics Technology in Chernogolovka and then as a post-doctoral fellow at the University of Nottingham, the University of Bath and the University of Copenhagen before becoming an associate professor at the University of Nijmegen. In 2001 he became a professor of physics at the University of Manchester and is director of the Manchester Centre for Mesoscience and Nanotechnology. Since 2007 he has been an EPSRC Senior Research Fellow. He is also a visiting professor at Radboud University in Nijmegen (The Netherlands) (since 2010).
Geim holds the titles of Langworthy Professor and Royal Society 2010 Anniversary Research Professor.
Research
His most notable achievements include the discovery of graphene, the development of a biomimetic adhesive which became known as gecko tape,[9] and research into diamagnetic levitation (which resulted in the famous flying frog experiment).[10] Geim is also an expert in mesoscopic physics and superconductivity.
In 2001 Geim co-authored a research paper with his favourite hamster.[11] The hamster contributed to the levitation experiment most directly and later applied for a PhD at the University of Nijmegen, Netherlands.
Honours
The Institute of Physics (UK) awarded Geim the 2007 Mott Medal and Prize "for his discovery of a new class of materials – free-standing two-dimensional crystals – in particular graphene". He shared the EuroPhysics Prize with Kostya Novoselov "for discovering and isolating a single free-standing atomic layer of carbon (graphene) and elucidating its remarkable electronic properties". In 2009 he also received the Körber European Science Award. The US National Academy of Sciences honoured Geim with the 2010 John J. Carty Award for the Advancement of Science "for his experimental realization and investigation of graphene, the two-dimensional form of carbon". The Royal Society added its 2010 Hughes Medal for Geim's "revolutionary discovery of graphene and elucidation of its remarkable properties".
Geim was awarded honorary doctorates by Delft University, ETH Zürich and University of Antwerp.
Geim shared the 2000 Ig Nobel Prize with Sir Michael Berry of Bristol University, for levitating the frog.
Geim was awarded the 2010 Nobel Prize in Physics, jointly with Konstantin Novoselov, "for groundbreaking experiments regarding the two-dimensional material graphene"
两俄裔学者获得诺贝尔奖 俄总统感叹人才流失回目录
□刘一楠 新华社供本报特稿
英国曼彻斯特大学的俄罗斯裔科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫5日以石墨烯研究捧得2010年诺贝尔物理学奖。
俄方反思，科研设备落后、官僚做派是人才流失根源。
制备出世界最薄材料
海姆和诺沃肖洛夫2004年发表第一篇有关石墨烯研究的论文，6年后终获诺贝尔奖。
石墨烯是目前世界上最薄的材料，仅有一个碳原子厚。与所有其他已知材料不同的是，石墨烯高度稳定，即使被切成1纳米宽的元件，导电性也很好。此外，石墨烯单电子晶体管可在室温下工作。而作为热导体，石墨烯比目前任何其他材料的导热效果都好。
瑞典皇家科学院5日说，制备出石墨烯材料向世界展示了量子物理学的奇妙，“有关成果不仅带来一场电子材料革命，而且还将极大促进汽车、飞机和航天工业的发展”。
牛津大学物理学教授保罗·拉达埃利对两人采用的简单研究方法感到惊讶。他们最初使用透明胶带，以性状类似铅笔芯的石墨为实验对象，用“粘取”方法剥离出一片石墨烯。 “在这个复杂年代，有许多像超级对撞机一样的设备，”拉达埃利说，“但他们成功地用透明胶带赢得诺贝尔奖。 ”
俄总统感叹人才流失
海姆现年51岁，诺沃肖洛夫36岁。两人均出生于俄罗斯，毕业于莫斯科理工大学，还曾是师生关系，都曾在莫斯科从事科研工作，后相继赴荷兰和英国曼彻斯特大学任教并在那里开始石墨烯研究。海姆现为荷兰国籍，诺沃肖洛夫拥有英俄双重国籍。
俄罗斯总统·梅德韦杰夫当天批评俄政府没有在年轻学者毕业后向他们提供有吸引力的条件，导致人才流失。 “我们需要努力，这样我们的天才才不会出国，”梅德韦杰夫说，“我们的实验研究基地已经严重过时，最近几年没有开发(研究基地)。 ”
在俄罗斯Amphora实验室从事纳米技术和应用物理研究的康斯坦丁·因杜卡耶夫认为，虽然苏联教育模式令科研人员拥有较高理论水平和实验能力，但“资金和现代化设备匮乏、工作和居住环境不佳”迫使一些俄科研人员离开祖国。 2003年诺贝尔物理学奖得主、已故俄科学家维塔利·金茨堡去年接受俄《消息报》采访时批评俄学术界存在官僚主义和资金使用不当等现象。
石墨烯并非海姆的唯一研究项目。他曾以制造“悬浮雾”的方法发现非磁性物质可在磁场内悬浮，并赢得美国哈佛大学颁发的 “另类诺贝尔奖”。海姆去年开始投身另一课题研究。他去年接受英国皇家学会授予的教授职位时承诺，将一直致力于新发明。
2010年诺贝尔物理学奖成果石墨烯解读回目录
新华网北京10月5日电(记者 王艳红)碳是最重要的元素之一，它有着独特的性质，是所有地球生命的基础。纯碳能以截然不同的形式存在，可以是坚硬的钻石，也可以是柔软的石墨。2010年诺贝尔物理学奖所指向的，是碳的另一张奇妙脸孔：石墨烯。
想象有那么一张单层的网，每一个网格都是一个完美的六边形，每一个绳结都是一个碳原子。这张网只有一个原子那么厚，可以说没有高度、只有长宽，是二维而不是三维的。这就是石墨烯，它是二维的碳，人类已知的最薄材料，一种正为物理学和材料学带来许多新发现的东西。
由于这种材料是从石墨中制取的，而且包含烯类物质的基本特征——碳原子之间的双键，所以称为石墨烯。实际上石墨烯本来就存在于自然界，只是难以剥离出单层结构。石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。层与层之间附着得很松散，容易滑动，使得石墨非常软、容易剥落。铅笔在纸上轻轻划过，留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨烯。
科学家在20世纪40年代就对类似石墨烯的结构进行过理论研究，但在此后很长时间里，制取单层石墨烯的努力一直没有成功，有人认为这样的二维材料是不可能在常温下稳定存在的。2004年10月，发表在美国《科学》杂志上的一篇论文推翻了这种认知。在英国曼彻斯特大学工作的安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用普通胶带完成了他们的“魔术”。
他们用胶带从石墨上粘下薄片，这样的薄片仍然包含许多层石墨烯。但反复粘上十到二十次之后，薄片就变得越来越薄，最终产生一些单层石墨烯。这个看上去非常简单、一点儿也不高科技的方法，并不是他们的首创。在此之前就有人试过，但没能辨识出单层石墨烯。
海姆和诺沃肖洛夫把剥离下来的薄片放在氧化硅基板上，光的干涉效应使薄片在显微镜下呈现彩色条纹，就像油膜在水面上产生的效果。利用这种效应，他们观察到了单层石墨烯。就这样，第一种二维晶体材料正式出现了。之后，人们又制备出一些其他二维材料，例如氮化硼和二硫化钼的二维晶体。
石墨烯对物理学基础研究有着特殊意义，它使一些此前只能纸上谈兵的量子效应可以通过实验来验证，例如电子无视障碍、实现幽灵一般的穿越。但更令人感兴趣的，是它那许多“极端”性质的应用前景。
石墨烯既是最薄的材料，也是最强韧的材料，断裂强度比最好的钢材还要高出百倍。同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床，可以承受一只猫的重量，而吊床本身重量不足1毫克，只相当于猫的一根胡须。
石墨烯的导电性比铜更好，导热性远超一切其他材料。它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光。另一方面，它非常致密，即使是氦原子——最小的气体原子也无法穿透。
科学家认为，利用石墨烯制造晶体管，有可能最终替代现有的硅材料，成为未来的超高速计算机的基础。晶体管的尺寸越小，其性能越好。硅材料在10纳米的尺度上已开始不稳定，而石墨烯可以将晶体管尺寸极限向下拓展到1个分子大小。海姆和诺沃肖洛夫已于2008年制造出1个原子厚、10个原子宽的晶体管。
石墨烯还可用于制造透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。在塑料里掺入百分之一的石墨烯，就能使塑料具备良好的导电性；加入千分之一的石墨烯，能使塑料的抗热性能提高30摄氏度。在此基础上可以研制出薄、轻、拉伸性好和超强韧新型材料，用于制造汽车、飞机和卫星。由于具备完美结构，石墨烯还能用来制造超灵敏的感应器，即使是最轻微的污染也能察觉。
但这样梦幻般的情景离实际还有距离，其中新型超级计算机这样的东西更是十分遥远。这种二维的碳到底会给人类世界带来什么样的改变，即使是刚刚戴上诺贝尔奖桂冠的研究者们，也无法预知。
世界超薄新材料问世薄若原子硬度胜钻石回目录
据国外媒体近日报道，世界各地的科研实验室已经生成最新材料石墨烯(Graphene)，这是一种二维晶体，厚度只有一个原子的直径，但是它比钻石还硬，传输电流的速度比电脑芯片里的硅元素快100倍。
英国曼彻斯特大学的物理学家安德烈·杰姆在近日发表的《科学》杂志上写道：“它是目前已知的世界上最薄的材料，也是有史以来见过的最结实的材料。”美国奥斯汀市德州大学研究石墨烯的研究人员洛德·拉夫在电子邮件上写道：“几克这种材料就能覆盖整个足球场。”一克大约相当于1/30盎司。
石墨烯跟钻石一样，都是纯碳。虽然它很结实，但是柔韧性跟塑料包装一样好，可以随意弯曲、折叠或者像卷轴一样卷起来。它的潜在应用方向包括触摸屏、太阳能电池、能量储存装置、手机和高速电脑芯片。杰姆表示，要用这种材料取代电脑芯片里的基本电子材料硅，还需要很长时间。《中国质量报》
科学家发现了一种全新的超薄材料，它很可能会加速未来科学发现的进度，而且可以节省数十亿美元的资金。这个发现被誉为科学界“非凡的贡献”，获得了一个在英国科学界享有极高殊荣的奖项。据说，最终每个人的生活都会受到这种材料的影响。
这个新发现的材料被命名为“grapheme”，已经用来对爱因斯坦的相对论进行论证，而且试验设备的花费非常低廉。此前，要对著名的相对论进行论证，必须要通过建立昂贵的试验设备，或是研究遥远的星系来完成。
领导此次发现新材料工作小组的是曼彻斯特大学研究员Andre Geim，他是物理和天文学院的教授。出于对其卓越研究贡献的表彰，英国皇家物理学会（Institute of Physics）向他颁发了“2007年莫特奖章和奖金（Mott Medal and Prize）”。
正是在Geim教授、Kostya Novoselov博士、曼彻斯特大学内的其他同事及俄罗斯琴诺格洛夫微电子科技研究所（Institute for Microelectronics Technology in Chernogolovka， Russia）的共同努力下，2004年，一系列叫做二维原子晶体（two-dimensional atomic crystals）的新材料被发现了。
但是，graphene的发现无疑在科学界激起了千层浪。graphene是指一层密集的、包裹在蜂巢晶体点阵上的碳原子。在被科学家们描述为与“削铅笔”相似的过程中，使石墨爆裂成单独的原子面，于是graphene就产生了。这些原子碎片异常的稳定，而且具有很高的弹性且十分坚固，同时传导性也极好。
在graphene众多的特性中，其中有一个是它的电子可以像粒子那样以光的速度进行移动，这以前只在科幻小说中描述过。正是它的这个特性，使得科学家们能够更加容易地来研究相对论现象。
它还具有另一种显著的特性，也因此，它里面的电子可以不通过散射而进行亚微细距离移动。这种特性对于制造需要快速转换的晶体管很重要。
为了使计算机芯片更加强大，速度更快，工程师们一直在追求生产更小的晶体管，减短电子驱动机器开关时需要移动的距离。
最终，科学家们得出了以一个分子来制作一个晶体管的设想。而Geim教授的工作为他们将设想转化为现实带来了希望。将来，一台电脑可能只是由单一的一个graphene片来制成。
Geim说：“在还处于研究的初级阶段时期，情况看起来喜人，而且进展得有些出人意料。虽然graphene的发现不过两年，但是，事实证明graphene的确是一种值得关注的材料，同时它还带来了很多新的物理学研究方向。”
Geim教授解释说：“现在就说到具体的应用，似还嫌早了些。但是，所有的迹象都表明，graphene不仅仅是一个新材料，它将会出现在许多应用当中。到最后，我们会发现，这个新发现将影响到每个人的生活。”
接着他又说：“这种以及其他许多可以进行生产的二维材料，开启了实际使用无限事物的可能性，而这是人们连想也未曾想到过的。这些材料既轻又坚固，且弹性好，而且还大量存在，不仅仅用于制造小器件上。像聚合体被普遍使用，乃至改变了我们的生活一样，一个原子那么厚的材料，可以应用到我们日常生活从衣物直到计算机的每一个方面。”
用来将原子爆裂成原子面的技术叫做“微机械力分裂法”。由于爆裂需要的是双晶体物质，所以这种一个原子厚度的材料来源可以是金属、半导体、绝缘体、磁体等等。以前，原则上认为这么薄的材料是不可能存在的， Geim教授的研究小组第一次证明这种材料是存在的。他们的研究不仅显示了存在的可能性，而且还证明了是很容易就可以制造出来的。
Novoselov博士是这个工作小组中的重要一员，他说：“大概，我们的工作最重要的不仅仅是局限在发现了一两种新材料，而是一系列数以千计的新材料。而且他们具有多种特性，可以让我们为某个特定应用而选到最适合的材料。”
物理和天文学院的院长John Durel教授说：“我们对Andre Geim及其小组卓越的研究工作表示欣喜，他们的成就得到了英国皇家物理学会的认可，并被授予了莫特奖章和奖金。Graphene的发现引发了新的实验室的建立，从而促进基础科学研究，而未来产品技术将引起革命性电子装置向开发实际应用潜力方向发展。”
Graphene属于富勒烯分子家族——在过去20年中发现的一种新物质——是第一个实际上的二维富勒烯。曼彻斯特大学的研究人员把注意力都集中在研究它的电子特性上。例如，通过运用微细加工技术来制造计算机芯片时，工作小组创造出了一种场效应晶体管，它是计算机中一个重要的组成部件。
在运用方面，graphene表现出来的特性只有某些纳米管才能与之相比。Geim教授接着说：“因为碳纳米管基本上是由积聚的窄带graphene制造，在数以千计目前应用的纳米管中所体现出来的任一特性，graphene也都具有。”
虽然，这个研究处理的都是一些极小的graphene片，但是计算机工程师所需要的仅仅是这些graphene晶片的几分之一英寸就够了。Geim教授表示前景是乐观的。因为对graphene片的边缘尺码基本没有限制。Novoselov博士也补充说明，仅仅在10年前，碳纳米管的长度还不足1微米。现在，科学家们已经可以制造出长几厘米的纳米管。我们可以预见，同样的道理也会出现在graphene应用上。
来自曼彻斯特大学知识产权公司的David Glover说：“很显然的，这是一次具有突破意义的发现，graphene具有巨大的潜力和发展前景。它很快就会进入低能源消耗和高电子迁移率需求极为重要的市场去竞争，瞄准机会，大放异彩。”
透过石墨烯对宇宙最基础的一瞥回目录
精细结构常数是物理学中一个重要的无量纲数，用希腊字母α表示，它与量子电动力学有着紧密的渊源。它将电动力学中的电荷e、量子力学中的普朗克常数h、相对论中的光速c联系起来，定义为α=e2/(2ε0hc)，而其大小为什么约等于1/137至今尚未得到令人信服的回答。
目前，许多物理学家正在致力于研究精细结构常数随时间的变化。著名物理学家费恩曼曾说：这个数字自50多年前发现以来一直是个谜。所有优秀的理论物理学家都将这个数贴在墙上，为它大伤脑筋……它是物理学中最大的谜之一，一个该死的谜：一个魔数来到我们身边，可是没人能理解它。你也许会说“上帝之手”写下了这个数字，而我们不知道他是怎样下笔的。
Geim说：“精细结构常数百分之几的改变就有可能让生命从未诞生，因为这可能阻止较轻元素通过核反应形成碳原子。没有碳原子就意味着没有生命。”
Geim与Rahul Nair和Peter Blake两位博士一道，首次创造出巨大的悬浮石墨烯薄膜。他们发现，尽管只有单层原子厚度，但石墨烯有相当的不透明度，可以吸收大约2.3%的可见光。而相关的理论研究也表明，如果将这一数字除以圆周率，就会得到较为精确的精细结构常数值。
研究人员认为，这一结论的根本原因在于石墨烯中特殊的电子结构和电子好比完全失去了质量的行为方式，这一事实已经被全世界的科学家重复过多次了。
不过，用度量学标准来看，用光学确定该常量在精确度上是相对较低的。此次研究的最大亮点在于它的“极端”简易性，因为测定基础常量通常需要十分复杂的设备和特殊的条件。Geim表示：“当发现一种基础效应可以用如此简单的方法进行测定时，我们真的大吃一惊。一个人透过石墨烯就能对宇宙进行最为基础的一瞥。”
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参考文献回目录
http://www.naimo.cn/new_view.asp?id=1105
http://news.sina.com.cn/w/2010-10-06/123521224389.shtml
