Черноголовка — Манчестер

Нобелевский коммитетВ 2010 году мало кто возмущается, что Нобелевский комитет присудил премию по физике не за то, не тем и не всем, кто заслужил. Практически все согласны, что именно Андрею Гейму и Константину Новоселову принадлежит главная роль в открытии принципиально нового материала — графена. Правда, во всех основополагающих статьях («Science», 2004, т.306, с.666, «Nature», 2005, т. 438, с. 197, «Proceedings of the National Academy of Science», 2005, т. 102, с. 10451) в числе соавторов есть еще и С.А.Морозов из черноголовского Института проблем технологии микроэлектроники и особо чистых материалов РАН (ИПТМ). Чтобы избежать кривотолков, приведем фразу из автореферата его докторской диссертации, защищенной в 2010 году: «Личный вклад автора состоял в непосредственном проведении большинства магнитотранспортных экспериментов, составивших основу представленных в диссертационной работе результатов... Автор, наряду с А.К.Геймом и К.С. Новоселовым, внес существенный вклад в процедуры постановки задач, анализа и интерпретации результатов». Видимо, для Нобелевского комитета этот вклад оказался несущественным. Расскажем немного о лауреатах. Уроженец Сочи Андрей Гейм после окончания Московского физико%технического интитута в 1982 году получил распределение в Черноголовку.

Там он сначала работал в Институте физики твердого тела АН СССР, в котором и защитил кандидатскую диссертацию, а потом — в ИПТМ АН СССР, где занимался металлическими микроструктурами. В 1990 году, как только немного приоткрылась дверь, отделявшая страны Запада от СССР, Гейм уехал за границу и в следующие четыре года успел поработать в Англии — в университетах Ноттингема и Бата, — а затем и в Дании, в Копенгагенском университете. В 1994 году он перебрался в университет голландского Неймегена, поставил там опыт с летающей в сильном магнитном поле лягушкой (см. «Химию и жизнь», 1998, № 2), удостоился за это Игнобелевской премии, в соавторстве со своим домашним хомячком Тишей подготовил статью о левитирующем прецизионном гироскопе (см. «Physica B: Condensed Matter», 2001, т. 294–295, с. 736), принял нидерландское подданство и в 2000 году переехал в Манчестер. В 2009 году EPSRC (британский Исследовательский совет по инженерным и физическим наукам) выделил его научной группе финансирование в размере пяти миллионов фунтов стерлингов на развитие работ с графеном.

Константин Новоселов в 1997 году тоже окончил Фихзтех, причем с отличием. Он работал в ИПТМ РАН, где изучал гетероструктуры. Отношения Гейма с родным институтом, несмотря на эмиграцию, не прерывались, и в 1999 году Новоселов тоже начинает работать в Неймегене, а в 2001 году — Манчестере. Позже к ним присоединился и Морозов, который работает то в Черноголовке, то в Манчестере. Однажды пятничным вечером ученые собрались в лаборатории Гейма (пятничные ни к чему не обязывающие эксперименты — традиция этой лаборатории), чтобы выяснить, можно ли получить одиночный слой графита, и не просто получить, а увидеть его. Для этого ученые чиркали грифелем по подложке, приклеивали скотч, аккуратно его снимали вместе с прилипшими слоями графита и снова приклеивали на подложку из оксида кремния. Считается, что именно выбор материала подложки обеспечил успех: при разглядывании в оптический микроскоп оксид кремния за счет интерференции слегка меняет свой цвет в зависимости от того, сколько слоев графита на нем находится. Как рассказывают нобелевские лауреаты в своих статьях, возможно, и до них многие аналогичным способом получали графен, но никто не мог разглядеть именно одиночный лист, а то, что разглядывали, оказывалось пусть тонким, но все же многослойным графитом. Вообщето, самый точный метод разглядывания графена – это сканирующий зондовый микроскоп. Но с его помощью нельзя найти случайно расположенные на подложке полоски микронного размера: слишком велико у такого прибора разрешение. Зато контроли ровать качество, то есть пересчитывать число слоев графита в уже найденной полоске, с таким микроскопом можно.

И вот, после того как полоска из одногоединственного слоя графита была найдена, к ней удалось припаять электроды и приступить к самому главному — изучению необычных электрических свойств этого материала. За шесть лет результаты таких исследований описаны в ста с лишним научных статьях, но ученые не устают отмечать все новые и новые особенности.