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主题:【原创】诺奖给了石墨烯 -- sitan

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家园 【原创】诺奖给了石墨烯(四)

开篇说个笑话吧。

说杨振宁去年预言中国10年之内,本土就能拿诺贝尔奖。

现在大家才发现杨用的是二进制。

OK,回到石墨烯。文章开始深入了一点,也意味着它快要结束了。我无意介绍迁移率啊,量子霍尔效应,大家八成也没多大兴致看。大家有兴致看有很多更好的书籍可以看。也许更关键的,也肯定更有趣的,是回头看看,这个研究是怎么做出来的。偶称之为“发生学”。

日后Geim和Novolesov一定会写回忆文章来详尽回忆那个激动之春秋。相关的人们现在一时还不太好开口的,日后可能也会说些奇妙的故事。我现在就看到的一些材料(特别是icce贴的那个采访),以自己的想法来推测一下。

首先,Geim没把目标瞄准单层,甚至几层的石墨膜,他在采访里头说,他想一百层的石墨膜大概是可能做到的。也就是说他连100层也说不准。实验的奇妙之处就在这里。你不知道要发生什么。你觉得很简单的地方,可能很难。你觉得很难的地方,有时有意想不到地给你惊喜。

这导致了Geim没有走CVD啊外延生长之类的路线。如果一开始是想做单层或者几层的石墨,物理感觉上,肯定是要用些比较地道的生长方法,或者一些特别的剥离手段,绝对不会想到透明胶之类的歪门邪道。后来的实验发展证明了,外延生长,蒸发这当然也是可以成功的,但无疑要付出长时间的努力。de Heer在Gatech做外延生长石墨烯,起了个大早,赶了个晚集。不过,de Heer等人在外延生长上贡献也将是大家无法否认的。

这里给偶的启示是大家要先试简单的办法,目标可能定低一些,可以企及的目标,然后一步一步来。我有时候自己就在设计实验的时候想得很多,想一步就到最好,结果往往费时费力也不讨好。先做可以企及的几步,有时还有惊喜,说不定中间有一步一下就超出你的估计,达到了最终效果,或者没达到原来的效果,却发现了其他的有趣东西,也可以开始研究那个新发现。总之,什么能work,先整什么。

另外,Geim看起来当时没有什么基金的压力。要是基金要求就是几层,可能也忙着去想怎么整到几层了,不会去考虑几百层的事情。因为,毕竟这个几百层(或者几千层)的石墨,前人其实研究过。再研究一次可能是不能发paper的,也可能导致基金不能结题。

用氧化硅做基底其实是不难想到的。因为大家知道氧化硅可以抓住碳,以前碳纳米管也可以用氧化硅来固定两个头。而且氧化硅又是最常见的绝缘体了吧,在上面弄石墨,然后测电性质应该是很正常的想法。

之后发现300nm那个光学特性的窗口不是特别容易。可能是Novoselov拿着布满石墨膜的氧化硅在显微镜下看啊看,觉得上面的膜颜色不同。看得眼睛疼了,想想这颜色大概是有讲究的。回头开始猜,什么厚度的氧化硅可能甄别出单层石墨(那时大概已经用原子力显微镜测过,发现石墨膜都很薄,有一些几层薄的了,于是决定去寻找单层的)。这个做实验的时候,时间很重要。所以不会去想很多别的,刚开始猜,肯定是拿石墨,氧化硅在工具书里头给的光学性质来算的,外推到单层厚度去,不会先担心单层会不会有啥特别大变化。因为不管有没有,这个外推出来的厚度,都是一个好的起始值,要是不灵,可以稍微变化,别的变化可能只是高阶项。结果正如帖子里CatOH回复 所说,运气特好,外推出来的,结果正好就是精确值。其中的原理可能他们也猜过,但是肯定是不确定的。实验都是,用了先。不灵再试别的。

其他的测量可以得到的前人帮助比较多。偶觉得就不用现场还原了。

最后再扯一段中国人在其中的贡献。

铁牛

通宝推:王二狗,
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