2010 諾貝爾物理獎

發現超薄導電質 雙傑奪諾獎
膠帶撕黏找出石墨烯 「愛玩得到頭獎」
2010年10月06日蘋果日報
2010諾貝爾物理獎【王潔予╱綜合外電報導】2010年諾貝爾物理獎得主名單昨天出爐。兩名俄裔英國物理學者蓋姆（Andre Geim）及諾佛賽洛夫（Konstantin Novoselov），因找到世上最薄導電材質「石墨烯」（graphene）取得方法得獎。石墨烯導電性優於矽，被視為是日後取代矽、作為電子產品晶片的新一代材質。

諾貝爾物理獎記者會於瑞典時間上午11時45分（台灣時間昨下午5時45分）舉行。人在英國的諾佛賽洛夫被新聞網站TT告知時說，雖有風聲指他今年能拿到物理學界最高榮譽，但他並未因此有所期待。他說：「我很驚訝。真是太瘋狂了，經驗告訴我別聽信揣測。」諾佛賽洛夫今年36歲，和一同得獎的蓋姆是英國曼徹斯特大學的同鄉兼同事。

自謙僥倖將更賣力
51歲的蓋姆昨接到諾貝爾評選委員電話通知時，正在回電子郵件，他對得獎也感意外。「我（昨晚）睡得很好，沒料到今年得獎」，他的聲音透過實況轉播的瑞典公共電視傳遍全球，「我認為得了諾貝爾獎的人分成幾種，有人後半輩子不再做任何事，這對科學界是一大損失。」而他屬於另一種，「認為得獎是僥倖，所以比過去更賣力地工作。」諾佛賽洛夫與蓋姆將平分1000萬克朗（約台幣4628萬元）的獎金。
我中央研究院助理研究員李偉立指出，兩人的成就在於開啟量子物理新頁，他們以再普通不過的透明膠帶黏貼、撕開，將碳原子構成、常見於鉛筆芯的石墨，層層剝離至僅剩單一碳原子厚度的透明薄膜石墨烯（音同希），證實學界經演算認定存在的石墨烯真的存在。
李偉立說，在2005年公布的研究報告裡，蓋姆與諾佛賽洛夫寫道，將剝離出的石墨烯放上特製的矽基板，經高倍光學顯微鏡觀察，看見平面晶體結構的石墨烯在室溫下穩定存在。
在蓋姆、諾佛賽洛夫成功前，不少科學家在實驗室試著以研磨或刮除法析出石墨烯，卻都失敗，直到他倆2004年想出膠帶妙招，石墨烯才現身。諾貝爾委員會形容，「愛玩是他們的特色，他們總在過程中學到一些事，誰也沒想到讓他們玩到頭獎。」1公釐厚的石墨烯其實含300萬層的石墨烯薄膜，若非鍥而不捨的實驗精神，恐怕也找不到難得的石墨烯。

「1~2年後可商品化」
石墨烯性質獨特，它密度高，連最小的氣體原子－氦也穿不透，但它又易於曲折，大小隨溫度升高而縮小，更重要的是，它是室溫下電阻最低的材料，比起矽材，電子在石墨烯的移動速度快上100倍，用來製造半導體，甚至製成1000GHz的晶片，可大幅加快如電腦或手機的資料傳輸速度。
要石墨烯進入大眾生活，必須具有大面積生產能力。台灣師範大學化學系教授洪偉修指出，美國普林斯頓大學科學家已研發出有效的剝離法，可大量製造。美國麻省理工學院助理教授帕拉奇歐去年樂觀預言，石墨烯投入商品化階段只需1~2年；我中央研究院應用科學所也在進行相關研究。李偉立表示，正由於蓋姆及諾佛賽洛夫替物理學界奠下基礎，石墨烯研究才能日新月異。

翻攝網路
石墨烯是像蜂巢般的薄膜，結構緊密堅硬且可導電（圖左），可製作成可彎折的電路基板（圖右）。

應用觸控螢幕 可製防彈衣
石墨烯是目前已知世界上最薄的材料，厚度薄如原子，是以蜂巢般緊密結合的一層薄膜，近乎透明但卻異常緊密堅韌，比鑽石堅硬，導電性又勝過銅，自從蓋姆研究團隊在2004年研發出取得單層石墨烯之後，改變材料工程學的發展，它可能應用於電路板的印刷塗料，透明電極，觸控螢幕、液晶顯示器等，未來可用來製作超輕飛機原料、防彈衣，甚至是「太空電梯」可能用到的纜線。

耐摔堅硬但易碎
台灣師範大學化學系教授洪偉修說，石墨烯是室溫下導電度最好的材料，過去在外太空才能發現這種高速傳導的效應，國內已有學術單位研究其應用，實驗將其用在高速電晶體，研發高階的通訊器材，它也可用於高解析度電子穿透顯微鏡，作為樣品承載器，也可作太陽能電池基板。石墨烯雖可作為曲折式的電子板，耐摔又堅硬，卻有易碎的缺點，目前還無法製成大面積的石墨烯原料，短期內無法商業化。
中研院物理所助理研究員李偉立說，蓋姆團隊剝離出高純度的石墨烯，但工業界尚無法解析成可應用的原料，不過科技日新月異，也許幾年之內就會有重大突破。
記者蔡筱雯

近5年諾貝爾物理獎得主
★2009：
◎英美雙國籍、華裔物理學家高錕：首創光纖通訊系統，改變人類通訊模式
◎美國物理學家韋勒鮑約、喬治史密斯：發明數位相機CCD感光元件
★2008：
◎日裔美籍物理學家南部陽一郎：發現「自發破缺對稱」機制
◎日本物理學家小林誠、益川敏英：發現破缺對稱起源的「小林˙益川理論」
★2007：
◎法國物理學家費爾、德國物理學家古恩貝格：不約而同發現「巨磁阻」現象，iPod和超◎迷你筆電都是研究間接產物
★2006：
◎美國物理學家麥瑟與史穆：測得宇宙微波背景輻射溫度，支持宇宙生成的「大爆炸」論
★2005：
◎美國物理學家葛拉伯：突破光學同調量子理論，提出用量子力學解釋光學現象理論
◎美國物理學家霍爾和德國物理學家杭許：研發「飛秒光梳」術，可用來比較測出光頻
資料來源：《蘋果》資料室

膠帶剝離碳原子層 超低技術、超快得獎
【聯合報╱記者李承宇、蔡永彬、陳幸萱／台北報導】 2010.10.06 03:26 am
鉛筆中的石墨，就是無數碳原子層的疊合；如果你把這些碳原子層一層層剝離，直到只剩單一碳原子的厚度，就洞悉了今年諾貝爾物理獎所表彰的貢獻：石墨烯（單一碳原子層）。

獲獎的兩位英國物理學家用「膠帶剝離」這種超簡單、超低技術的方法，在實驗室中發現石墨烯。與他們同時，哥倫比亞大學也有用比較高階的原子力顯微鏡技術，試圖做出單一碳原子層，但沒有成功。

中央研究院物理所助研究員李偉立表示，石墨烯這種材料的特性，是「電子在其中傳輸彷彿沒有質量」，若做成電子原件，電子在其中的傳輸速度只比光速少三百倍，比現在半導體材料的速度更快。

而且電子在石墨烯中可以不碰撞的距離，也比現在所有乾淨的半導體材料延伸得遠，有利於同步傳輸。日後若用這種材料取代半導體，電腦記憶體的體積可望縮得更小。

雖然石墨烯是未來極具潛力的材料，但是目前面臨的瓶頸是缺乏「能隙」，很難控制電子的流動、開關，李偉立的研究團隊目前正在研究，以雙層石墨烯的方式加大電場克服。

俄裔學者得諾貝爾獎 俄總統籲留人才
【聯合報╱記者夏嘉玲／即時報導】 2010.10.06 04:17 am
今年諾貝爾物理獎頒給任教英國曼徹斯特大學的俄裔學者海姆、諾沃謝洛夫，俄國總統麥維德夫5日呼籲俄國政府努力留住人才，以免優秀科學家不斷外流。

51歲的海姆和36歲的諾沃謝洛夫合作研究發現石墨烯而獲得諾貝爾物理獎。他們都在俄國出生，莫斯科物理科技大學畢業後才到西方發展。海姆現為荷蘭籍，諾沃謝洛夫歸化英國籍。（法新社5日電）

簡訊：兩俄裔科學家獲物理獎 BBC
兩名在英格蘭曼徹斯特大學從事研究工作的科學家獲得諾貝爾物理學獎。

瑞典皇家學院表示，在俄羅斯出生的安德烈·海姆（Andre Geim）和康斯坦丁·諾沃肖諾夫（Konstantin Novoselov）在石墨烯方面的研究使他們獲獎。

瑞典皇家學院說，海姆和諾沃肖諾夫的研究把由碳原子組成的石墨片分至非常薄的一片，直至它只有一個碳原子厚度，成為石墨烯。這是在量子物理學上的卓越成就。

海姆是荷蘭籍人，諾沃肖諾夫則擁有英、俄雙重國籍。

不到6年就獲獎創紀錄/石墨烯 導電比矽快10倍
自由 2010-10-6
〔記者湯佳玲／台北報導〕諾貝爾物理獎昨日揭曉，獲獎的是因對石墨烯（graphene，又稱單層石墨）突破性實驗的兩位俄羅斯物理學家，成為研究成果在最短時間內就獲得諾貝爾獎的科學家，對於此不到6年的新興領域就奪得諾貝爾獎殊榮，其中一位得主甚至是年紀才36歲的博士後研究人員，中研院物理所所長吳茂昆表示「有點意外」。但透過超薄石墨薄片，可望發展出更薄、導電速度更快的新一代電子元件或電晶體。

國內從事石墨薄膜研究的中研院物理所助理研究員李偉立解釋，單層石墨薄膜是由碳原子組成的平面薄膜，厚度只有一個原子的厚度，特性是電阻極低，電子跑的速度極快，幾乎是沒有質量的粒子才能有的特性，速度只比光子慢了300倍，比現行的半導體矽材料快了至少10倍，是非常好的導體。

台大物理系教授梁啟德說，兩位科學家發現單層石墨薄膜的方式十分有趣，因為「很簡單」。他們用膠帶黏住石墨薄片的兩側，撕開膠帶，薄片也隨之一分為二，不斷重複這個過程，就可以得到越來越薄的石墨薄片，而其中部分樣品即為僅由一層碳原子構成的單層石墨薄膜。

李偉立指出，兩位科學家的貢獻除了在於使用的「方式」特殊，是其他科學家利用高技術的原子顯微鏡都做不出來的之外，對於僅在攝氏零下兩百度才能看見的量子霍爾定律，單層石墨薄膜首度在常溫下就可看到；梁啟德表示，單層石墨薄膜可以藉由改變矽基板偏壓，將電子變成電中性、再變成電洞，意味著可以製作成電晶體的材料。

可望變成新型電子元件

吳茂昆表示，單層石墨薄膜目前多為10幾個微米的大小而已，最大只做到10公分，「變大」是未來需要發展的目標。他說，單層石墨薄膜讓奈米科學有潛力變成未來新型的電子元件，可用來製作成具透光性的導電板材料，例如液晶顯示器等；梁啟德也說，未來的太陽能電池將有可能以此電晶體材料製作。

李偉立說兩位得主都是「講話很快、看起來就很聰明的人」，他有感而發地表示，本屆諾貝爾物理獎可以了解到做科學是要解決問題，不見得需仰賴高科技，台灣高科技發展已走在尖端，但需要更多的科學基礎當後盾，且這次得主有一位是年紀才36歲的博士後研究，他也鼓勵年輕人做研究「不要設限」。