2010年诺贝尔物理学奖揭晓

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2011~2020年诺贝尔物理学奖回顾

2011~2020年诺贝尔物理学奖回顾

2011~2020年诺贝尔物理学奖回顾2012年,诺贝尔物理学奖被授予了法国物理学家塞尔日·哈鲁昂(Serge Haroche)和美国物理学家大卫·温兰德(David Wineland),以表彰他们在单个光子和离子量子控制方面的开创性实验,为量子信息和量子计算的发展做出了重要贡献。

2013年,诺贝尔物理学奖被授予了比利时物理学家弗朗索瓦·恩格勒特(François Englert)和英国物理学家彼得·希格斯(Peter Higgs),以表彰他们对希格斯玻色子理论的提出和预言,揭示了基本粒子的质量来源机制,为揭示基本粒子之间相互作用的统一理论奠定了基础。

2014年,诺贝尔物理学奖被授予了日本物理学家赤松弘和横川俊男,以表彰他们对发展蓝光激光二极管技术的贡献,使得蓝光光源可以应用于高密度光存储和高亮度白光 LED 等领域,极大地推动了光电子学和光学设备的发展。

2015年,诺贝尔物理学奖被授予了日本物理学家梶田隆章、加拿大物理学家艾瑟尔·马克札姆(Arthur B. McDonald),以表彰他们在中微子振荡实验方面的重大发现,证实了中微子具有质量,为揭示中微子的性质和宇宙起源提供了重要线索。

2016年,诺贝尔物理学奖被授予了英国裔美国物理学家大卫·索尔文(David J. Thouless)、美国物理学家J. Michael Kosterlitz和英国物理学家弗兰克·威尔切克(F. Duncan M. Haldane),以表彰他们对拓扑相变和拓扑物态的理论研究,为新型拓扑材料和量子计算提供了重要理论基础。

2017年,诺贝尔物理学奖被授予了美国物理学家雷斯·巴罗什金(Rainer Weiss)、巴里·巴里什尼克(Barry C. Barish)和加拿大物理学家考伯恩·莱肖(Kip S. Thorne),以表彰他们在引力波探测领域的重大突破,发现了由黑洞合并和中子星碰撞产生的引力波信号,开启了引力波天文学的全新篇章。

2010年度诺贝尔物理学奖_有关二维石墨烯材料的开创性实验讲解

2010年度诺贝尔物理学奖_有关二维石墨烯材料的开创性实验讲解

2010年度诺贝尔物理学奖:有关二维石墨烯材料的开创性实验2010年10月5日,瑞典皇家科学院宣布,2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学两位俄裔科学家 安德烈 海姆和康斯坦丁 诺沃肖洛夫,以表彰他们!有关二维石墨烯材料的开创性实验∀.封面是海姆和诺沃肖洛夫在曼彻斯特大学校园内的合影.海姆1958年生于俄罗斯索契,现年51岁,拥有荷兰国籍;而诺沃肖洛夫年仅36岁,拥有英国和俄罗斯双重国籍,是1973年以来最年轻的诺贝尔奖获得者.两人都在俄罗斯出生和长大,均毕业于莫斯科理工大学,并且是师生关系.相信我刊读者对二维材料石墨烯都不会感到陌生,二三年来#物理通报∃刊发了多篇关于石墨烯研究最新进展的报道,在颁奖前夕的2010年第10期还发表了有关报道.在瑞典皇家学院向大众介绍石墨烯的材料中说:!这是世界上最薄的,最坚固的材料.作为导体,它的导电性能像铜那样好;作为导热材料,它胜过目前已知的所有其他材料.它几乎完全透明,但又封闭性极好,那怕是最小的氢原子也不可以从中穿过%%这张近乎完美的网只有一层原子那么厚,它是由碳原子构成的,形同做小鸡笼子的六角丝网.∀[1]2004年10月海姆和诺沃肖洛夫在#S cience ∃发表第一篇关于石墨烯的论文,这篇文章迅速在全球引起强烈的反响.关于它的研究工作从基础理论和应用两个层面上爆发性地展开,并越来越热.近期#纳米科技∃上发表的论文有近14是有关石墨烯的.石墨烯由石墨制得,但这个过程并不容易.人们平常所用的铅笔中就含有石墨,石墨是种并不引人注目的寻常材料,人们也早就知道石墨有片层结构,但在海-诺之前并没有人得到过石墨烯.1mm 厚的石墨片是由3000000层石墨烯堆叠在一起,在把它分成3000000片之前它就是石墨片而不是石墨烯.只有把石墨片一层层分开,不断分开直到分无可分时,石墨烯才展露出它神奇的面貌.1 神奇的透明胶2008年8月,海姆在接受科学观察网站(www.science w atch.co m )专访时,讲述了他们当初如何制造石墨烯的故事[2].当时,海姆买了一大块高定向热解石墨,这是一种纯度非常高、通常用于分析的石墨材料.海姆把它交给了他新来的一位中国博士生,并给了他一台非常高级的抛光机,希望他能制作出尽可能薄的薄膜.三个星期过后,这位博士生拿着一个培养皿告诉海姆说做好了.海姆用显微镜观察培养皿底部的石墨斑,发现那足有10 m 厚,相当于1000层石墨烯的厚度.海姆于是问他,能不能磨得再薄一些?他告诉海姆,那还再需要一块石墨.要知道这种石墨每块大约要花300美元.海姆承认自己当时的态度可能不太好,于是,那位中国博士生对他说:!既然你这么聪明,那你就自己试试吧.∀海姆和诺沃肖洛夫去做了,他们采用了一种非常!简单∀的方法.因为石墨具有完整的层状解理特性,可以按层剥离.于是,他们用透明胶带在石墨上粘一下,这样就会有石墨层被粘在胶带上.再用一条新胶带,粘一下再拉开,这样,两段胶带都粘有石墨层,石墨层又变薄了.如此反复多次,胶带上的石墨层薄到只有一个碳原子的厚度时,石墨层也就变成了石墨烯.大家可以算一下,假设是前文提到的1mm 厚的石墨片,每次都是均匀地分开成两层,那么大约要用透明胶粘多少次之后能得到石墨烯呢?海姆对此有一句话!在手边往往就有一些很简单的但很管用的实验和发现∀.2 磁悬浮青蛙和周五狂热兴趣实验说起来海姆还得过一个!诺贝尔奖∀,那是2000年10月5日晚,第十届搞笑诺贝尔奖颁奖仪式在哈佛大学桑德斯礼堂举行.来自英国布里斯托大学的迈克尔 贝里和荷兰内梅亨大学的安德烈 海姆,因!磁悬浮青蛙∀的研究而共同获得搞笑诺贝尔物理学奖.2由科学幽默杂志#不可思议的研究纪事∃主办的搞笑诺贝尔奖,从1991年开始,每年10月上旬也就是在诺贝尔奖颁布之前颁布.由诺贝尔奖获得者参加的搞笑诺贝尔奖评选委员会,将按照!乍看很搞笑,之后却令人深思∀的评奖原则,评选出涵盖了诺贝尔奖的10个奖项的获奖人.海姆在接受诺贝尔基金会网站电话采访时提到了此事.海姆是一个思维活跃的人,他说有些研究人员从读博士学位起被导师领入一个领域,从此一生都从事相近的研究,但他不是.不同性格的人有不同的做事风格,海姆说他从来不会很长时间都一直从事单一的研究内容,他总在进行一个项目的同时考虑在这个领域还有没有其他的相关的事情,利用现有的研究设备还可以搞点什么.虽然这样的尝试一百次中有九十九次都会失败,但他一直坚持!周五晚间实验∀搞一些纯兴趣的东西.!飞行青蛙∀就是其中之一,还有一个是模拟壁虎爪子搞的爬墙装置.很幸运,石墨烯也是其中之一,一百次!手边实验∀中成功的那一次.诺沃肖洛夫在接受同样的采访时,正巧在进行一个实验.他对记者说:!海姆是个神奇的物理学家,我得说我从他那里学到了很多%%∀记者让他描述一下他的实验室,他说那就是个狂热之地.!人们认为我们在做物理,实际上我们没有,我们在做科学,这句话的意思是,我们的研究兴趣要远远比那些特定的物理学领域或者物理学本身宽泛得多,海姆称之为周五晚间实验,实际上就是我们在那里做一些疯狂的事情,石墨烯就是其中之一.∀据诺沃肖洛夫的说法,用透明胶带分离石墨烯就是想看看到底石墨能分离到什么程度,纯粹的周五晚间狂热实验.然而在分离成功后,顺手拈来进行的一系列测试,让他们非常吃惊地发现石墨烯是一种不同于以前任何材料的!奇迹材料∀.记者问诺沃肖洛夫,海姆有个!臭名昭著的恶习∀就是频繁变换研究领域,为何在石墨烯这个领域一进去就是6年.对此诺沃肖洛夫说他们!非常不幸∀地因为兴趣所至陷了进去.3 阿拉斯加淘金者 海姆海姆对他在发现石墨烯之后的5年里的工作有一个描述!我就像杰克伦敦笔下的阿拉斯加淘金者,在一大片旷野里用小棍插出自已的地盘,然后闷头挖金子.∀他之所以能在石墨烯领域一去五六年就是因为石墨烯的应用实在是太广泛了.作为一名!淘金者∀现在他涉及的领域主要有石墨烯液晶显示、超敏感化学传感器和石墨烯晶体管.当石墨烯的研究迅速升温后,海姆拥有了数量众多的竞争者,不过他说在最初的3年还是很轻松地在很多的地盘上插上了写着海姆名字的小棍.虽然目前在这个领域有成千上万的研究者在努力淘金,但他目前还没有从这个拥挤的研究领域中转移出去的打算.例如在超敏感化学传感器领域,从物理到化学的知识跨度绝不小于从飞行青蛙到石墨烯,因此他对在这一领域内的研究还远远没到失去新鲜感的地步.4 梦想中的世界关于石墨烯可能的应用研究人员们给予了极高的关注,真的都像是一群淘金者那样试图在旷野中圈出一块金矿,虽然大部分的尝试对我们来说就像是科幻,但很多项目已经在付诸实践,就像海姆和诺沃肖洛夫正在做的那些研究.石墨烯的导电能力被寄予了厚望,良好的电和热的传导能力,超强的强度,人们期待在将来制造出高效、轻质、高强度的石墨烯电缆,其结果将是革命性的,输电线将由铜线时代进入碳线时代.石墨烯晶体管被认为最有希望超越和取代硅晶体管而成为未来计算机的核心,高速、低能耗、体积进一步小型化的碳基集成电路将使未来的计算机有远超现在计算机的强大运算能力,计算机将由硅时代进入碳时代.石墨烯超高的强度,可以制造出更坚固的复合材料,用之取代铝材,飞机可以变得更轻,飞得更远,更加安全.取代钢材制造汽车,建筑楼房%%制造人造卫星%%制造纸一样薄的移动电话%%制造太阳能电池%%石墨烯的发现打开了通往新世界的大门,但谁也无法预言石墨烯的未来究竟会如何,包括海姆和诺沃肖洛夫,当记者问及海姆石墨烯研究的未来时,他开玩笑地说他只能预言已经发生的事情.但无论如何!机会仅会眷顾那些有准备的大脑∀.参考文献1 T he R oy al Sw ed ish A cade m y of S ciences.the N obel P riz e i nPhys ics f or2010,Inform ation for the P ublic.N obelpr ize[w eb]2 马文方.石墨烯:透明胶带成就的诺贝尔奖.中国计算机报,2010-10-25(40)吴江滨 编译3。

石墨烯发明者获2010年诺贝尔物理学奖

石墨烯发明者获2010年诺贝尔物理学奖

石墨烯发明者获2010年诺贝尔物理学奖瑞典皇家科学院宣布,将2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究。

海姆和诺沃肖洛夫于2004年制成石墨烯材料。

这是目前世界上最薄的材料,仅有一个原子厚。

自那时起,石墨烯迅速成为物理学和材料学的热门话题。

目前,集成电路晶体管普遍采用硅材料制造,当硅材料尺寸小于10纳米时,用它制造出的晶体管稳定性变差。

而石墨烯可以被刻成尺寸不到1个分子大小的单电子晶体管。

此外,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。

因此,石墨烯被普遍认为会最终替代硅,从而引发电子工业革命。

成果解读:石墨烯--二维碳的奇妙世界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。

2010年诺贝尔奖

2010年诺贝尔奖

2010年诺贝尔奖:石墨烯发明者斩获物理学奖
新华社斯德哥尔摩10月5日电(报道员孙锲记者吴平) 瑞典皇家科学院5日宣布,将2010年诺贝尔物理学奖授予荷兰籍物理学家安德烈·海姆和拥有英国与俄罗斯双重国籍的物理学家康斯坦丁·诺沃肖洛夫,以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究。

瑞典皇家科学院常任秘书诺尔马克宣读了获奖者名单及其获奖成就。

他说,安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫制备出了石墨烯材料,并发现它所具有的非凡属性,向世界展示了量子物理学的奇妙。

随后,诺贝尔物理学奖两名评选委员伦德斯特伦和德尔信对获奖者的研究成果作了介绍。

他们说,安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫利用普通胶带成功地从石墨中剥离出石墨烯,这种材料仅有一个碳原子厚,是目前已知的最薄的材料。

作为电导体,它和铜有着一样出色的导电性;作为热导体,它比目前任何其他材料的导热效果都好。

利用石墨烯,科学家能够研发一系列具有特殊性质的新材料。

比如,石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管,因此有希望应用于全新超级计算机的研发;石墨烯还可以用于制造触摸屏、发光板,甚至太阳能电池。

如果和其他材料混合,石墨烯还可用于制造更耐热、更结实的电导体,从而使新材料更薄、更轻、更富有弹性,因此其应用前景十分广阔。

瑞典皇家科学院认为,海姆和诺沃肖洛夫的研究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。

2010年诺贝尔奖

2010年诺贝尔奖

2010年诺贝尔奖作者:专业:引言:诺贝尔奖诺贝尔奖是以瑞典著名化学家、工业家、发明家阿·诺贝尔的部分遗产作为基金创立。

其奖励包括金质奖章、证书和奖金,每年12月10日在斯德哥尔摩和奥斯陆分别举行颁发仪式。

历经一个多世纪的发展,现分设物理、化学、生理或医学、文学、和平和经济六项奖。

1、生理学或医学奖得主:爱德华兹[摘要]新华网斯德哥尔摩10月4日报道瑞典卡罗林斯卡医学院4日宣布,将2010年诺贝尔生理学或医学奖授予有“试管婴儿之父”之称的英国生理学家罗伯特-爱德华兹。

罗伯特·爱德华兹1925年出生于英格兰曼彻斯特。

二战中服完兵役后,他进入威尔士大学和爱丁堡大学学习生物学,1955年获得博士学位,论文内容为小鼠胚胎发育。

1958年他成为英国国立医学研究所研究人员,开始了对人类授精过程的研究。

从1963年开始,爱德华兹相继在剑桥大学和Bourn Hall诊所(世界首个试管授精中心)工作。

Bourn Hall由爱德华兹和Patrick Steptoe所建立,爱德华兹担任其研究主任多年。

爱德华兹同时还是授精研究领域多本顶尖期刊的编辑。

爱德华兹目前是剑桥大学名誉退休教授。

因为在人类试管授精(IVF)疗法上的卓越贡献,罗伯特·爱德华兹(Robert Edwards)获得2010年度诺贝尔生理学或医学奖。

他的贡献使治疗不育症成为可能,包括全球超过10%的夫妇在内的人类因此获益匪浅。

“试管婴儿”是伴随体外授精技术的发展而来的,最初由英国产科医生帕特里克·斯特普托和生理学家罗伯特·爱德华兹合作研究成功的。

世界上第一个试管婴儿路易丝·布朗于1978年7月25日23时47分在英国的奥尔德姆市医院诞生。

“试管婴儿”一诞生就引起了世界科学界的轰动,甚至被称为人类生殖技术的一大创举,也为治疗不孕不育症开辟了新的途径。

“试管婴儿”是让精子和卵子在试管中结合而成为受精卵,然后再把它(在体外受精的新的小生命)送回女方的子宫里(胚卵移植术),让其在子宫腔里发育成熟,与正常受孕妇女一样,怀孕到足月,正常分娩出婴儿。

【历届诺贝尔奖得主(十一)】2010年物理学奖

【历届诺贝尔奖得主(十一)】2010年物理学奖

2010年12月10日第一百一十届诺贝尔奖颁发物理学奖2010年:英国曼彻斯特大学科学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫因在二维空间材料石墨烯的突破性实验获奖。

安德烈·海姆安德烈·海姆(AndreGeim),英国曼彻斯特大学科学家。

父母为德国人,1958年10月出生于俄罗斯西南部城市索契,拥有荷兰国籍。

1987年在俄罗斯科学院固体物理学研究院获得博士学位,毕业在校工作三年后在英国和丹麦继续他的研究工作。

现受聘于英国曼彻斯特大学,1994年在荷兰奈梅亨大学担任副教授,也是荷兰代尔夫特大学的名誉教授。

他于2001年加入曼彻斯特大学任物理教授。

在他的职业生涯中,海姆发表了超过150篇的顶尖文章,其中很多都发表在自然和科学杂志上。

简介安德烈·海姆[1]安德烈·海姆[1]他科研当中最受瞩目的就是2004年在曼彻斯特大学任教期间他和康斯坦丁发现了2维晶体的碳原子结构,也就是著名的石墨烯。

到目前为止他杰出的研究工作已经使他获得了无数的奖项。

其中包括2007年的MottPrize和2008年的EurophysicsPrize。

2009年4月他还获得了KörberEuropeanScienceAward。

2010年获得皇家学会350周年纪念荣誉研究教授。

.值得一提的是在发现石墨烯之前,早在2000年他还获得“搞笑诺贝尔奖”——通过磁性克服重力,让一只青蛙悬浮在半空中。

10年后的2010年他获得诺贝尔物理学奖。

他也是世界上唯一一个同时获得过诺贝尔奖和搞笑诺贝尔奖的科学家。

[2] 安德烈目前是曼彻斯特大学Langworthy研究教授也是曼彻斯特大学纳米科技中心主任,之前拥有此荣誉头衔的人包括发原子裂变的卢瑟福爵士,卢瑟福于1907-1919年在曼彻斯特大学工作,1908年获得诺贝尔化学奖。

在获奖后接受采访时安德烈·海姆说:“对于研究人员来讲,诺贝尔奖是一个至高无上的荣誉。

2010年诺贝尔物理学奖

2010年诺贝尔物理学奖

究 者 用普 通 胶带 从 石 墨 中将其 提 取 。 姆 5 海 2 岁 . 沃 肖洛 夫 才 3 诺 6岁 , 两人 都 出生 于 俄 罗
斯 他 们 揭示 石 墨 烯具 有 与量 子效 应 相 关 的
非 凡 属性 。 石 墨 烯这 种 材 料 具 有 许 多优 点 : 是 至 它 今 经 检 测 的 室 温 下 最 好 的导 体 及 强 度 最 好
以表 彰 二 人 对 二 维 材 料 石 墨 烯 R si,Gem,5 ,a d No oeo ,js 3 , 诺 沃 肖洛 夫 , us a i 2 n v slv u t 6
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2010诺贝尔奖获得者

2010诺贝尔奖获得者

2010诺贝尔奖获得者
2010年诺贝尔奖揭晓仪式于10月4日起陆续举行。

与2009年相同,本年度诺贝尔奖每项奖金仍为1000万瑞典克朗(约合146万美元)。

获奖名单:
1、生理学或医学奖:格林尼治时间4日9时30分(北京时间4日17时30分)(罗伯特·爱德华兹获得2010年诺贝尔生理学或医学奖)。

2、物理学奖:格林尼治时间5日9时45分(北京时间5日17时45分)(曼彻斯特大学的安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫获得2010年诺贝尔物理学奖)。

3、化学奖:格林尼治时间6日9时45分(北京时间6日17时45分)(美国科学家理查德·赫克和日本科学家根岸荣一、铃木章获得2010年诺贝尔化学学奖)。

4,文学奖:格林尼治时间7日11时(北京时间7日19时)(秘鲁作家马里奥·巴尔加斯·略萨)。

5、和平奖:格林尼治时间8日9时(北京时间8日17时)。

(美国的迈克尔·约瑟夫·杰克逊)
6、经济学奖:格林尼治时间11日11时(北京时间11日19时)。

(美国经济学家彼得·戴蒙德,戴尔·莫特森,英裔、塞浦路斯籍经济学家克里斯托弗·皮萨里德斯)。

7、生物学奖:格林尼治时间18日12时(北京时间18日20时)。

(美国生物学家安德鲁萨奥斯,查理霍德,爱丁马克奥苏)。

2010年诺贝尔物理学奖获得者及获奖原因

2010年诺贝尔物理学奖获得者及获奖原因

英国曼彻斯特大学2位科学家因在石墨烯方面的开创性实验获奖北京时间10月5日下午5点45分,2010年诺贝尔物理学奖揭晓,英国曼彻斯特大学2位科学家安德烈·盖姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃肖罗夫(Konstantin Novoselov)因在二维空间材料石墨烯(graphene)方面的开创性实验而获奖。

安德烈·盖姆(Andre Geim),荷兰公民。

1958年出生于俄罗斯索契。

1987年从俄罗斯科学院固态物理研究所获得博士学位。

英国曼彻斯特大学介观科学与纳米技术中心主任。

曼彻斯特大学物理学教授及皇家学会2010周年纪念研究教授。

康斯坦丁·诺沃肖罗夫(Konstantin Novoselov),英国和俄罗斯公民。

1974年出生于俄罗斯下塔吉尔。

2004年从荷兰内梅亨大学获得博士学位。

英国曼彻斯特大学教授及皇家学会研究员。

只有一个原子厚度,看似普通的一层薄薄的碳,缔造了本年度的诺贝尔物理学奖。

安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖罗夫向世人展现了形状如此平整的碳元素在量子物理学的神奇世界中所具有的杰出性能。

作为由碳组成的一种结构,石墨烯是一种全新的材料——不单单是其厚度达到前所未有的小,而且其强度也是非常高。

同时,它也具有和铜一样的良好导电性,在导热方面,更是超越了目前已知的其他所有材料。

石墨烯近乎完全透明,但其原子排列之紧密,却连具有最小气体分子结构的氦都无法穿透它。

碳——地球生命的基本组成元素——再次让世人吃惊。

安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖罗夫是从一块普通得不能再普通的石墨中发现石墨烯的。

他们使用普通胶带获得了只有一个原子厚度的一小片碳。

而在当时,很多人都认为如此薄的结晶材料是非常不稳定的。

然而,有了石墨烯,物理学家们对具有独特性能的新型二维材料的研制如今已成为可能。

石墨烯的出现使得量子物理学研究实验发生了新的转折。

2010年诺贝尔奖物理学奖及石墨烯化学试题1

2010年诺贝尔奖物理学奖及石墨烯化学试题1

2010年诺贝尔奖物理学奖及石墨烯化学试题一、两科学家用“胶带”和“铅笔”夺诺贝尔物理奖中新社北京2010年10月5日电,瑞典皇家科学院今天11时45分(北京时间17时45分)宣布,将2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫。

共同工作多年的二人因“突破性地”用撕裂的方法成功获得超薄材料石墨烯而获奖。

二、石墨晶体结构石墨晶体由如图(1)所示的C原子平面层堆叠形成。

有一种常见的2H型石墨以二层重复的堆叠方式构成,即若以A、B分别表示沿垂直于平面层方向(C方向)堆叠的两个不同层次,它的堆叠方式为ABAB……。

图(2)为AB两层的堆叠方式,O和●分别表示A层和B层的C原子。

⑴在图(2)中标明两个晶胞参数a和b。

三、与石墨烯相关的化学试题(一)选择题1、(09安徽卷7)石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料(结构示意图如右),可由石墨剥离而成,具有极好的应用前景。

下列说法正确的是A.石墨烯与石墨互为同位素B.0.12g石墨烯中含有6.02×1022个碳原子C.石墨烯是一种有机物D.石墨烯中的碳原子间以共价键结合2、石墨烯(g ra p he ne)是目前科技研究的热点,可看作将石墨的层状结构一层一层的剥开得到的单层碳原子。

将氢气加入到石墨烯排列的六角晶格中可得最薄的导电材料石墨烷(gr ap ha ne,如下图),下列说法中正表示阿伏伽德罗常数)确的是(NAA.石墨烯与石墨烷互为同素异形体B.石墨烯转变为石墨烷可看作取代反应C.12g石墨烯所含碳碳键数目为1.5NAD.12g石墨烯完全转变为石墨烷需氢气11.2L3、石墨是层状晶体,每一层内碳原子结构如图所示,如果将每对相邻原子间的化学键看成是一个化学键,则石墨晶体每一层内碳原子数与碳—碳化学键数目的比是:A.1∶1B.1∶2C.1∶3D.2∶34、石墨晶体是层状结构,在每一层内;每一个碳原于都跟其他3个碳原子相结合,如图是其晶体结构的俯视图,则图中7个六元环完全占有的碳原子数是A.10个B.18个C.24个D.14个5、下图是金刚石、石墨、C 60的结构示意图,它们的化学性质相似,物理性质却有很大差异。

2000---2010年诺贝尔物理学奖

2000---2010年诺贝尔物理学奖

2000年诺贝尔物理学奖——半导体研究的突破性进展2000年诺贝尔物理学奖授予三位科学家,表彰他们在移动电话及半导体研究中获得突破性进展。

他们分别是俄罗斯圣彼得堡约飞物理技术学院的若尔斯阿尔费罗夫、美国加利福尼亚大学的赫伯特克勒默和德州仪器公司的杰克S基尔比。

他们的工作奠定了现代信息技术的基础,特别是他们发明的快速晶体管、激光二极管和集成电路(芯片)。

2001年诺贝尔物理学奖玻色爱因斯坦冷凝态的研究2001年诺贝尔物理学奖由3位物理学家共享。

获得者为美国科罗拉多大学的埃里克·康奈尔(Eric A.Cornell)教授、美国麻省理工学院的沃尔夫冈·克特勒(Wolfgang Ketterle )教授和美国科罗拉多大学的卡尔·维曼(Carl E. Wieman)教授,他们的主要研究工作为原子物理领域中的"稀薄碱性原子气体的玻色爱因斯坦冷凝态的研究"和"对冷凝物的早期基础研究工作"2002年诺贝尔物理学奖——天体物理学领域的卓越贡献2002年度诺贝尔物理奖授予美国科学家雷蒙德-戴维斯、日本科学家小柴昌俊(Masatoshi Koshiba)和美国科学家里卡多-贾科尼。

雷蒙德-戴维斯来自于美国宾夕法尼亚大学物理天文学系,小柴是日本东京大学初级粒子物理国际研究中心已经东京大学的科学家,瑞典皇家科学院认为他们“在天体物理学领域做出卓越贡献,尤其是他们发现了宇宙中的微中子”。

另一位获奖的是美国华盛顿特区联合大学的里卡多-贾科尼,以表彰他“在天体物理学领域取得的卓越成就,尤其是他的研究引导发现了宇宙X射线源”。

2003年诺贝尔物理学奖 -----在超导体和超流体理论上作出的开创性贡献阿列克谢·阿布里科索夫(美俄双重国籍)、维塔利·金茨堡(俄)、安东尼·莱格特(英美双重国籍)瑞典皇家科学院说,超导和超流是存在于量子物理中的两种现象,三位科学家的研究成果对此做出了决定性的贡献。

2010诺贝尔奖项

2010诺贝尔奖项

52岁的安德烈-海姆曾在2000年与另外一名科学家合 作,他们使用磁性克服了重力作用,使一只青蛙悬浮 在半空中。他们推测使用类似的方法可以试着克服一 个人的重力作用,让他在半空中漂浮起来。他们也因 此获得了2000年搞笑诺贝尔物理学奖。据说,海姆教 授自己在许多场合也对此津津乐道。难怪诺奖颁奖委 员称赞他们 “将科学研究当成快乐的游戏。”
令人惊讶的是,提取这种 神奇的物质并不困难。这 两位科学家最初是用透明 胶带从石墨晶体上“粘” 出一片石墨烯的, (再这之 前专家们都认为这东西只 是理论上的物质,而且不 可能稳定存在)。 电子显微镜下观测的石墨烯片
电子穿过石墨 烯的速度与硅 相比要快得多, 这使得它有可 能成为未来电 脑芯片的主力。
赫克1972年率先发现, 借助钯催化,不用高温和 高压,碳原子间可以相互 接近至可以发生反应的距 离;根岸1977年和铃木 1979年对这一理论作出 补充,把研究范围扩大到 更多有机分子。评审委员 会认定,三位科学家创制 了“迄今所能使用的最复 杂工具之一”。
铃木彰出生在日本鹉川町,在 日本北海道大学获博士学位, 现为北海道大学名誉教授。铃 木章60年代曾在美国留学,师 从诺贝尔化学奖得主——普渡 大学的赫伯特•布朗教授。 1979年,鈴木章首先发现了一 个较新的有机偶联反应,称为 “铃木反应”。铃木章的发现, 不仅在医药品领域的抗癌剂, 抗HIV(爱滋病病毒)剂等有着广 泛应用,近年来在有机薄膜太 阳能电池的工业制品领域应用 也受到了瞩目。
试管婴儿就是采用人工 方法让卵细胞和精子在 体外受精,并进行早期 胚胎发育,然后移植到 母体子宫内发育而诞生 的婴儿。

1998年爱德华兹为两名试管婴儿过2岁生日
爱德华兹1925年生于英国曼彻斯特。二战后,他先后在威尔士大学和爱丁堡大学学 习生物学,并于1955年获得博士学位。1958年,他开始在英国国家医学研究中心工 作,并开始了他对人体受孕过程的研究。20世纪60年代,爱德华兹与帕特里克·斯特 普托共同建立了世界上第一个体外受精研究中心。

2010年诺贝尔奖三大科学奖项揭晓等

2010年诺贝尔奖三大科学奖项揭晓等

2010年诺贝尔奖三大科学奖项揭晓等作者:来源:《发明与创新(综合版)》2010年第11期2010年诺贝尔奖三大科学奖项揭晓10月初,2010年诺贝尔生理学或医学奖、物理学奖和化学奖三大奖项均已尘埃落定,被来自英国、美国和日本的6名科学家收入囊中。

生理学或医学奖青睐试管婴儿之父10月4日,在瑞典首都斯德哥尔摩的卡罗林斯卡医学院,诺贝尔奖评审委员会宣布,英国生理学家罗伯特·爱德华兹,因在体外受精技术领域做出的开创性贡献,获得2010年诺贝尔生理学或医学奖。

爱德华兹1925年生于英国曼彻斯特,1958年开始在英国国家医学研究中心工作,并开始了他对人体受孕过程的研究。

接下来的数年中,爱德华兹和他的同事们进一步完善了该项技术,并在全世界范围内推广。

目前,全球已有大约400万人通过体外受精技术出生,其中许多人通过自然方式生育了下一代。

目前全世界大约有10%的夫妇正被不育症的阴霾笼罩,单纯药物治疗对众多不育症的疗效非常有限,患者们承受了莫大的痛苦和创伤。

然而,这一切都随着体外受精技术的产生而得到解决。

石墨烯问世仅6年荣摘物理学奖2010年诺贝尔物理学奖则授予了现任英国曼彻斯特大学教授的安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,以表彰他们在“研究二维材料石墨烯的开创性实验”中所做的卓越贡献。

而仅在6年前,他们两人才用透明胶带从铅笔上“粘取”出了石墨烯。

他们制成的石墨烯一问世,即迅速成为物理学和材料学的热门话题。

现在更成为世界上最薄的材料,仅有一个原子厚。

在改良后,石墨烯致力于塑造低功率电子元件,如晶体管。

目前,集成电路晶体管普遍采用硅材料制造,当硅材料尺寸小于10纳米时,用它制造出的晶体管稳定性变差。

而石墨烯可以被刻成尺寸不到1个分子大小的单电子晶体管。

因此,石墨烯被普遍认为会最终替代硅,从而引发电子工业革命。

美日三名科学家分享化学奖10月6日,瑞典皇家科学院宣布,授予一名美国科学家理查德·赫克和两名日本科学家根岸英一、铃木章诺贝尔化学奖,因他们在“钯催化交叉偶联反应”,研究领域做出了杰出贡献。

2010诺贝尔奖获得者详细介绍

2010诺贝尔奖获得者详细介绍

1、美日三名科学家分享2010年诺贝尔化学奖(图)三名诺贝尔化学奖得主新华网斯德哥尔摩10月6日电瑞典皇家科学院6日宣布,美国科学家理查德-赫克和日本科学家根岸荣一、铃木章共同获得今年的诺贝尔化学奖。

瑞典皇家科学院说,这三名科学家因在有机合成领域中钯催化交叉偶联反应方面的卓越研究获奖。

这一成果广泛应用于制药、电子工业和先进材料等领域,可以使人类造出复杂的有机分子。

理查德-赫克目前在美国特拉华大学工作,根岸荣一目前在美国普渡大学工作,而铃木章是北海道大学名誉教授。

2、两科学家用“胶带”和“铅笔”夺诺贝尔奖中新社北京10月5日电 (肖欣) 瑞典皇家科学院今天11时45分(北京时间17时45分)宣布,将2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫。

共同工作多年的二人因“突破性地”用撕裂的方法成功获得超薄材料石墨烯而获奖。

美国航天局曾经悬赏400万美元,寻找一种足够坚韧的材料,来制成长达3.7万公里缆线,搭建一座可以直通宇宙的“太空电梯”。

正是石墨烯的发现让这个人类可以“一步登天”的梦想变成了可能。

这种“只有一层碳原子厚的碳薄片”,被公认为目前世界上已知的最薄、最坚硬、传导电子速度最快的新型材料。

比最好的钢铁还硬100倍、比钻石坚硬的石墨烯其实就是一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子面材料,是碳的二维结构。

其超强硬度、韧性和出色的导电性使得制造超级防弹衣、超轻型火箭、超级计算机不再是科学狂想。

但最大的困难在于:如果想投入实际生产,就必须找到一种方式,制造出大片、高质量的石墨烯薄膜。

为此,石墨烯被发现几十年以来,科学家们从未停止过各种方法的萃取或合成试验。

直到2004年,盖姆和诺沃肖洛夫突破性地创造了撕裂法:他们将石墨分离成小的碎片,从碎片中剥离出较薄的石墨薄片,然后用胶带粘住薄片的两侧,撕开胶带,薄片也随之一分为二,不断重复这一过程,最终得到了截面约100微米的、只有单层碳原子的石墨烯。

2010诺贝尔物理学奖

2010诺贝尔物理学奖

石墨烯是怎么被发现的?对此,海姆2008 年在接受《科学观察》采访时解释说,除 了拥有设备和相关方面的知识,一个重要 原因是自己有一种“科研 恶习”。他说, “那段时间里,我关注研究碳纳米管的那 拨人,对他们时不时地声称获得这样或那 样牛的成果觉得恶心。我想,我可以做一 点不同于碳纳米管的东西,为什么不把碳 纳米管剖开呢?于是,就有了后来的研 究。”
石墨烯(Graphene)

事实上,碳纳米管就是卷入柱面中 的石墨烯微片,与碳纳米管一样, 其具有优良的电子性能,可用来制 成超高性能的电子产品。它优于碳 纳米管的是,在制作复杂电路时, 纳米管必须经过仔细筛选和定位, 目前还没有开发出非常好的方法, 而这对石墨烯而言则要容易得多。

石墨烯的应用领域不只限于微电子芯片, 从柔性电子产品到智能服装,从可折叠显 示器到有机太阳能电池、超轻型飞机材料 和防弹衣,甚至未来的太空电梯都可以以 石墨烯为原料。
应用:从芯片到太空电梯

正因石墨烯有着如此令人神往的应用前景, 两位研究者从第一篇论文发表到获奖,只 用了6年时间。“这确实比较特殊,”叶甜 春评价道。往届诺奖的大部分获得者,其 研究成果都已发表多年,并已获得了大范 围的应用,以至于业界笑称“要想获诺奖, 先要活得长”。
石墨烯(Graphene)

除了让计算机运行得更快,石墨烯器件还 能用于需要高速工作的通信技术和成像技 术。有关专家认为,石墨烯很可能首先应 用于高频领域,如太赫兹波成像,其一个 用途是用来探测隐藏的武器。
石墨烯(Graphene)

科学家们对石墨烯感兴趣的原因之一是受到碳纳米管科研 成果的启发。石墨烯很有可能会成为硅的替代品。 硅 基的微计算机处理器在室温条件下每秒钟只能执行一定数 量的操作,然而电子穿过石墨烯几乎没有任何阻力,所产 生的热量也非常少。此外,石墨烯本身就是一个良好的导 热体,可以很快地散发热量。由于具有优异的性能,由石 墨烯制造的电子产品运行的速度要快得多。有关专家指出: “硅的速度是有极限的,只能达到现在这个地步,无法再 提高了。”目前,硅器件的工作速度已达到千兆赫兹的范 围。而石墨烯器件制成的计算机的运行速度可达到太赫兹, 即1千兆赫兹的1000倍。如果能进一步开发,其意义不言 而喻。

2010诺贝尔物理学奖

2010诺贝尔物理学奖

2010诺贝尔物理学奖引言诺贝尔物理学奖是国际上最高荣誉的科学奖项之一,每年由诺贝尔基金会颁发给在物理学领域做出杰出贡献的科学家。

2010年,诺贝尔物理学奖颁发给了三位科学家,他们是安德烈·海姆,康吉·谷亨斯和盖尔曼·大地·范德门。

这些科学家们在半导体和低维物理学领域做出了突出贡献。

1. 安德烈·海姆安德烈·海姆是荷兰科学家,他被授予2010年诺贝尔物理学奖的主要原因是他对低温物理学和超导性的贡献。

海姆发现了一种新的量子现象,被命名为量子自旋霍尔效应。

这个发现对于发展新型电子元件和更高效的电子技术具有重要意义。

量子自旋霍尔效应是一种量子态,在这个态下电子会自发分裂成两个相互独立的自旋态。

这种现象在材料中形成了一个拓扑绝缘体,其内部电子可以在表面上自由流动而不受电阻的限制。

海姆在实验中使用了一种新型的二维材料,通过高精度的实验测量和精确的数据分析,成功地观察到了量子自旋霍尔效应。

这项发现不仅对基础物理学有重要意义,还可以应用于构建新型的电子器件,为新兴技术领域带来突破。

2. 康吉·谷亨斯康吉·谷亨斯是美国科学家,他被授予2010年诺贝尔物理学奖的主要原因是他对石墨烯的发现和研究。

石墨烯是一种由碳原子组成的二维材料,具有优异的电子、热学和力学性质。

谷亨斯在研究过程中发现,通过用胶带剥离石墨,可以从普通的石墨中得到一层厚度只有一个原子的石墨烯。

这项简单而巧妙的实验方法,使得石墨烯的制备变得简单而可行。

石墨烯的发现引起了广泛的关注,并在物理学、化学和材料科学等领域产生了深远影响。

石墨烯具有高导电性、高热导性和高机械强度等特点,被认为是下一代电子器件和传感器的理想材料。

3. 盖尔曼·大地·范德门盖尔曼·大地·范德门是俄罗斯科学家,他被授予2010年诺贝尔物理学奖的主要原因是他对二维材料中的新奇电子现象的研究。

2010诺贝尔物理奖

2010诺贝尔物理奖

❖ 石墨烯的出现或将令摩尔定律得以延续,用它替 代硅材料制造的晶体管,也有望为研制新型超高
速计算机芯片带来突破。目前盖姆的小组已开发 出10纳米级可实际运行的石墨烯晶体管,并且在 研制由单原子组成的晶体管。

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❖ 此外,作为高强度、高导电性的超轻材料,从柔 性电子产品到智能服装,从超轻型飞机到防弹衣 ,甚至未来的太空电梯都可能用石墨烯为原料。 目前,IBM已经制作出一种高频石墨烯晶体管, 韩国三星公司等研究人员则制造出了由多层石墨 烯等材料组成的透明可弯曲显示屏。
❖ 在石墨烯的开创性研究中,还有两位中国人的故
事值得一提。其中一位是盖姆的中国博士生,他
与石墨烯的发现失之交臂;另一位是在这一领域
做出了重要贡献的张远波,他与韩裔导师金必立
(Philip Kim)的组合,以及诺沃谢洛夫与盖
姆的组合,各自独立地发现了石墨烯新的物理特
性。
❖ 张远波说,自从2004年发现石墨烯,以及
2005年发现石墨烯新的物理现象后,这个领域
呈现爆炸性增长,现在还没有饱和迹象。“但是
,就我的感觉,今年颁奖还是有点早。能不能应
用,范围有多大,要真正有产品才能断言。IBM
、三星目前做出的样品,也都是实验性的。现在
主要是表彰他们在材料上的发现,而不是应用上
看,诺贝尔奖从关注基础研究转向关注实用性贡 献,比如对硬盘、CCD、光纤应用做出贡献的科 学发现。
❖ 但他刚听到这个消息时,也觉得比较出乎意料,
因为这种方法非常简单,好像与诺贝尔奖的神圣
感不好联系起来。仔细想想也能接受,虽然物理
上没有大的突破,但贡献非常大。“这种方法证
明了材料可以稳定存在,真要到使用阶段,必须
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2010年诺贝尔物理学奖揭晓
英国曼彻斯特大学2位科学家因在石墨烯方面的开创性实验获奖
安德烈·盖姆
康斯坦丁·诺沃肖罗夫
北京时间10月5日下午5点45分,2010年诺贝尔物理学奖揭晓,英国曼彻斯特大学2位科学家安德烈·盖姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃肖罗夫(Konstantin Novoselov)因在二维空间材料石墨烯(graphene)方面的开创性实验而获奖。

安德烈·盖姆(Andre Geim),荷兰公民。

1958年出生于俄罗斯索契。

1987年从俄罗斯科学院固态物理研究所获得博士学位。

英国曼彻斯特大学介观科学与纳米技术中心主任。

曼彻斯特大学物理学教授及皇家学会2010周年纪念研究教授。

康斯坦丁·诺沃肖罗夫(Konstantin Novoselov),英国和俄罗斯公民。

1974年出生于俄罗斯下塔吉尔。

2004年从荷兰内梅亨大学获得博士学位。

英国曼彻斯特大学教授及皇家学会研究员。

只有一个原子厚度,看似普通的一层薄薄的碳,缔造了本年度的诺贝尔物理学奖。

安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖罗夫向世人展现了形状如此平整的碳元素在量子物理学的神奇世界中所具有的杰出性能。

作为由碳组成的一种结构,石墨烯是一种全新的材料——不单单是其厚度达到前所未有的小,而且其强度也是非常高。

同时,它也具有和铜一样的良好导电性,在导热方面,更是超越了目前已知的其他所有材料。

石墨烯近乎完全透明,但其原子排列之紧密,却连具有最小气体分子结构的氦都无法穿透它。

碳——地球生命的基本组成元素——再次让世人吃惊。

安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖罗夫是从一块普通得不能再普通的石墨中发现石墨烯的。

他们使用普通胶带获得了只有一个原子厚度的一小片碳。

而在当时,很多人都认为如此薄的结晶材料是非常不稳定的。

然而,有了石墨烯,物理学家们对具有独特性能的新型二维材料的研制如今已成为可能。

石墨烯的出现使得量子物理学研究实验发生了新的转折。

同时,包括新材料的发明、新型电子器件的制造在内的许多实际应用也变得可行。

人们预测,石墨烯制成的晶体管将大大超越现今的硅晶体管,从而有助生产出更高性能的计算机。

由于几乎透明的特性以及良好的传导性,石墨烯可望用于透明触摸屏、导光板、甚至是太阳能电池的制造。

当混入塑料,石墨烯能将它们转变成电导体,且增强抗热和机械性能。

这种弹性可用于制造新型超强材料,质薄而轻,且具有弹性。

将来,人造卫星、飞机及汽车都可用这种新型合成材料制造。

今年的获奖者在一起工作了很长时间。

36岁的康斯坦丁·诺沃肖罗夫最初在荷兰以博士生身份与51岁的安德烈·盖姆开始合作。

后来他跟随盖姆去到英国。

不过他们两人最初都是在俄罗斯学习并开始物理学家生涯。

现在他们均为曼彻斯特大学的教授。

爱玩是他们的特点之一,玩的过程总是会让人学到点东西,没准就这么着中了头彩。

就像他们现在这样,凭石墨烯而将自己载入科学的史册。

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