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2010年诺贝尔物理学奖授予石墨烯发明者，广泛应用于半导体及透明电极

http://cn.newmaker.com 10/8/2010 11:00:00 AM 日经BP社

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展厅 15	半导体材料展厅硅, 硒粉, 碲, 镓, ...

瑞典皇家科学院2010年10月5日公布了2010年诺贝尔物理学奖的评选结果。获奖的是供职于英国曼彻斯特大学等多个研究机构的俄罗斯籍安德烈·海姆（Andre Geim）和康斯坦丁·诺沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）。两人在2004年发现了通过简单的方法制成石墨烯，之后并对探明该物质的性质作出贡献。

石墨烯是一种碳质材料，相当于由多层碳薄片构成的石墨中的一层。诺沃肖洛夫和海姆2004年发现通过简单的“机械剥离法（Mechanical Exfoliation）”可制备出石墨烯。此方法是将“Scotch胶带”粘贴在石墨上，通过揭下胶带来制备石墨烯。并对其物理特性进行了详细研究。

石墨还可用做铅笔芯等，是生活中随处可见的材料。但石墨烯不仅仅是“一层石墨”，而且具有特殊的物理特性，这在2006年在理论上被证实。例如，石墨烯上流动的电子作为无重量的粒子而存在，以及一层石墨烯具有金属特性、具有极高的载流子迁移率等。另一方面，石墨烯为两层时即为具有带隙的半导体。石墨烯比碳纳米管更吸引物理学者的兴趣，也可能是此次获奖的背景。

2009年7月美国加州大学伯克利分校（University of California, Berkeley）的研究人员、2010年1月美国IBM分别试制出把两层石墨烯用做沟道层的电场效应晶体管（FET），并确认可作为半导体使用。从那时开始，尝试进行石墨烯晶体管开发的研究人员急剧增加。富士通及NEC已开始尝试把该材料应用于半导体，最近索尼也开始了石墨烯晶体管的开发。

石墨烯同时也是显示器和太阳能电池领域使用的透明电极的实力级替代材料。例如，2010年6月因碳纳米管而闻名的韩国Sungkyunkwan University（成均馆大学）、日本名城大学的饭岛澄男教授、韩国三星集团分别在论文中发表了关于30英寸大面积石墨烯片的制作方法。名城大学的风险企业——名城纳米碳公司最近表示，“采用与三星不同的方法，已经可以稳定制备出1cm见方的石墨烯片”。

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