Шведская королевская академия наук назвала имя Нобелевских лауреатов по физике за 2010 год. По традиции, премия по физике присуждается второй, после объявления победителей по медицине.
Как объявил Нобелевский комитет, лауреатами стали работающие в Манчестере (Великобритания) воспитанники российской школы -- профессор Андрей Гейм и член Королевской университетской школы Константин Новоселов. Они получили премию за «Инновационные эксперименты с двумерной формой углерода -- графеном».
Как обычно, накануне объявления лауреата в научных кругах и СМИ строились догадки по поводу возможных претендентов на премию. Американский институт физики провел анонимный опрос среди физиков, чтобы выявить возможных кандидатов. По данным опросов, большие шансы получить премию в этом году имел Ник Холоняк за изобретение светодиодных лазеров. Кроме того, уже не первый год в лауреаты прочат группу Алана Аспэ, который внес серьезный вклад в развитие современной квантовой физики. Были в шорт-листе и российские ученые. Возможными претендентами считали и Андрея Гейма с Константином Новоселовым – физики ценят их вклад в открытие и изучение графенов.
Лауреаты 2010 года в 2004 году впервые смогли получить графен, спровоцировав бурный рост интереса и шквал научных исследований, посвященных этому уникальному углеродному материалу. А в феврале 2009 года та же научная группа смогла химически модифицировать графен, не разрушив его кристаллическую структуру. Новый материал, графан, получен из графена и водорода и значительно отличается по свойствам от своего «чистого» родственника.
Структура, полученная в результате облучения листа графена на весу, практически совпала с предсказанной теоретиками. Ученые доказали это с помощью просвечивающей электронной микроскопии по изменению расстояний между атомами углерода. В проекции на плоскость они уменьшились на 5% (хотя на самом деле увеличились, но при этом между ними уменьшился угол). При этом из проводника металлического типа двумерный кристалл превратился в диэлектрик, ведь несвязанный электрон, который в графене свободно перемещался по решетке, обеспечивая электрический ток, теперь стал участником связи углерод-водород.
В разговоре с корреспондентом Infox.ru Константин Новоселов тогда признался, что не может точно сказать, насколько полной была реакция. Единственное, что ученые могут утверждать совершенно точно, так это то, что участки «идеального» графана превосходят по площади сечение пучка, диаметр которого равняется примерно половине микрона. Полному превращению мешает то, что границы графенового листа закреплены на держателе. А ведь при изменении структуры двумерный кристалл стремится сжаться. Впрочем, Новоселов считает, что совокупность данных микроскопии, измерений электрических свойств и сопутствующих анализов позволяет утверждать: участки полного превращения графена в графан «макроскопические». То есть пригодны для дальнейших исследований и возможного применения.
Будущее графена
Что касается возможного применения, как рассказал Infox.ru доктор Новоселов, водород был выбран для начала. «Это самое простое, что мы могли попробовать», — прокомментировал он выбор реагента. Сейчас в его группе ведутся работы по модификации графена другими элементами, которые могли бы позволить варьировать тип проводимости и запрещенную зону производных графена, добившись столь желанных полупроводниковых свойств. «Графан мы тоже можем считать полупроводником, — считает ученый, — причем с широкой запрещенной зоной».
«Современная полупроводниковая индустрия использует всю Периодическую таблицу, от диэлектриков до полупроводников и металлов», — говорит коллега Новоселова Андрей Гейм. Он нарисовал очень заманчивую картину, которая, возможно, вскоре станет реальностью: «Что если один материал может быть модифицирован так, что покрывает весь спектр электрических свойств, необходимый для применений в электронике? Представьте графеновую подложку, на которой все контакты сделаны из высокопроводящего, чистейшего графена, в то время как другие участки, модифицированные химически, стали полупроводниковыми и работают как транзисторы».
Причуды Гейма
В 2000 году Андрей Гейм и Майкл Берри из Бристоля разделили Шнобелевскую премию по физике. При помощи сверхпроводящих магнитов они заставили летать лягушку. А затем -- рыбу и кузнечика. Также широко известна статья, которую Гейм опубликовал в журнале Physica B вместе с неким H. A. M. S. ter Tisha, который на поверку оказался его любимым хомячком (hamster) Тишей.
Физика Нобеля
В 2009 году лауреатами Нобелевской премии стали сразу трое ученых. Уиллард Бойл, Джордж Смит и Чарльз Као разделили между собой 10 млн крон (около €1 млн), полученные за исследования квантовых эффектов, которые легли в основу использования современных ПЗС-матриц.
Впервые Нобелевская премия по физике была присуждена в 1901 году Вильгельму Рентгену за «открытие замечательных лучей», которые сегодня широко применяются в медицине, технике и исследуются астрофизиками.
За всю историю Нобелевской премии по физике десять российских и советских ученых становились ее лауреатами. Ими были Павел Черенков, Илья Франк, Игорь Тамм (все — в 1958 году), Лев Ландау (1962), Николай Басов, Александр Прохоров (оба — 1964), Петр Капица (1978), Жорес Алферов (2000), Алексей Абрикосов и Виталий Гинзбург (оба — 2003).
