2010年諾貝爾物理學獎授予石墨烯發明者，廣泛應用於半導體及透明電極

瑞典皇家科學院2010年10月5日公佈了2010年諾貝爾物理學獎的評選結果。獲獎的是供職于英國曼徹斯特大學等多個研究機構的俄羅斯籍安德烈·海姆（Andre Geim）和康斯坦丁·諾沃謝洛夫（Konstantin Novoselov）。兩人在2004年發現了通過簡單的方法製成石墨烯，之後並對探明該物質的性質作出貢獻。

　　石墨烯是一種碳質材料，相當於由多層碳薄片構成的石墨中的一層。諾沃謝洛夫和海姆2004年發現通過簡單的「機械剝離法（Mechanical Exfoliation）」可製備出石墨烯。此方法是將「Scotch膠帶」黏貼在石墨上，通過揭下膠帶來製備石墨烯。並對其物理特性進行了詳細研究。

　　石墨還可用做鉛筆芯等，是生活中隨處可見的材料。但石墨烯不僅僅是「一層石墨」，而且具有特殊的物理特性，這在2006年在理論上被證實。例如，石墨烯上流動的電子作為無重量的粒子而存在，以及一層石墨烯具有金屬特性、具有極高的載流子遷移率等。另一方面，石墨烯為兩層時即為具有帶隙的半導體。石墨烯比碳奈米管更吸引物理學者的興趣，也可能是此次獲獎的背景。

　　2009年7月美國加州大學柏克萊分校（University of California, Berkeley）的研究人員、2010年1月美國IBM分別試製出把兩層石墨烯用做溝道層的電場效應電晶體（FET），並確認可作為半導體使用（參閱本站報導1）。從那時開始，嘗試進行石墨烯電晶體開發的研究人員急劇增加。富士通及NEC已開始嘗試把該材料應用於半導體（參閱本站報導2），最近索尼也開始了石墨烯電晶體的開發。

　　石墨烯同時也是顯示器和太陽能電池領域使用的透明電極的實力級替代材料。例如，2010年6月因碳奈米管而聞名的南韓Sungkyunkwan University（成均館大學）、日本名城大學的飯島澄男教授、南韓三星集團分別在論文中發表了關於30吋大面積石墨烯片的製作方法（參閱本站報導3）。名城大學的風險企業——名城奈米碳公司最近表示，「採用與三星不同的方法，已經可以穩訂製備出1cm見方的石墨烯片」。（記者：野澤 哲生）