Sir Andrey Konstantinovich Geim, Royal Society Üyesi, Manchester Üniversitesi üyesi ve Rusya doğumlu İngiliz-Hollandalı bir fizikçidir. Konstantin Novoselov ile birlikte, 2010 yılında grafen üzerindeki çalışmaları nedeniyle Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü. Halen Manchester Üniversitesi'nde Regius Profesörü ve Mezo-Bilim ve Nanoteknoloji Merkezi Direktörüdür.
Andrey Geim: biyografi
21/10/58'de Konstantin Alekseevich Geim ve Nina Nikolaevna Bayer ailesinde doğdu. Ailesi Alman kökenli Sovyet mühendisleriydi. Geim'e göre, annesinin büyükannesi Yahudiydi ve soyadı Yahudi gibi geldiği için anti-Semitizmden muzdaripti. Oyunun bir erkek kardeşi Vladislav var. 1965 yılında ailesi Nalçik'e taşındı ve burada İngilizce konusunda uzmanlaşmış bir okulda okudu. Onur derecesi ile mezun olduktan sonra iki kez MEPhI'ye girmeye çalıştı, ancak kabul edilmedi. Ardından Moskova Fizik ve Teknoloji Enstitüsü'ne başvurdu ve bu sefer girmeyi başardı. Ona göreOna göre, öğrenciler çok çalıştılar - baskı o kadar güçlüydü ki, çoğu zaman insanlar yıkıldı ve çalışmalarını bıraktı ve bazıları depresyon, şizofreni ve intihar ile sonuçlandı.
Akademik kariyer
Andrey Geim diplomasını 1982'de aldı ve 1987'de Çernogolovka'daki Rusya Bilimler Akademisi Katı Hal Fiziği Enstitüsü'nde metal fiziği alanında doktora yaptı. Bilim adamına göre, o zamanlar temel parçacık fiziğini veya astrofiziği tercih ederek bu yönde ilerlemek istemiyordu, ancak bugün seçiminden memnun.
Game, Rusya Bilimler Akademisi Mikroelektronik Teknolojisi Enstitüsü'nde ve 1990'dan beri Nottingham Üniversitelerinde (iki kez), Bath ve Kopenhag'da araştırmacı olarak çalıştı. Ona göre yurt dışında araştırma yapabilir, siyasetle uğraşmazdı, bu yüzden SSCB'den ayrılmaya karar verdi.
Hollanda'da çalışmak
Andrey Geim ilk tam zamanlı pozisyonunu 1994 yılında Nijmegen Üniversitesi'nde mezoskopik süperiletkenlik eğitimi aldığı yardımcı doçent olduğunda aldı. Daha sonra Hollanda vatandaşlığı aldı. Yüksek lisans öğrencilerinden biri, ana araştırma ortağı olan Konstantin Novoselov'du. Ancak Geim'e göre, Hollanda'daki akademik kariyeri hiç de parlak değildi. Nijmegen ve Eindhoven'da profesörlük teklif edildi, ancak Hollanda akademik sistemini çok hiyerarşik ve küçük siyasetle dolu bulduğu için geri çevirdi, her çalışanın eşit haklara sahip olduğu İngiliz sisteminden tamamen farklı. Nobel konferansında Game daha sonra bu durumun biraz gerçeküstü olduğunu, çünkü üniversitenin duvarlarının dışında, danışmanı ve diğer bilim adamları da dahil olmak üzere her yerde sıcak bir şekilde karşılandığını söyledi.
İngiltere'ye taşınma
2001'de Game, Manchester Üniversitesi'nde Fizik Profesörü oldu ve 2002'de Manchester Mezo-Bilim ve Nanoteknoloji Merkezi Direktörü ve Profesör Langworthy'ye atandı. Eşi ve uzun süredir birlikte çalıştığı Irina Grigorieva da öğretmen olarak Manchester'a taşındı. Daha sonra Konstantin Novoselov onlara katıldı. Game, 2007'den beri Mühendislik ve Fizik Bilimleri Araştırma Konseyi'nde Kıdemli Araştırmacı olarak görev yapmaktadır. 2010 yılında, Nijmegen Üniversitesi onu Yenilikçi Malzemeler ve Nanobilim Profesörü olarak atadı.
Araştırma
Game, Manchester Üniversitesi ve IMT'den bilim insanlarıyla işbirliği içinde grafen olarak bilinen tek bir grafit atomu katmanını izole etmenin basit bir yolunu buldu. Ekim 2004'te grup bulgularını Science dergisinde yayınladı.
Grafen, atomları iki boyutlu altıgenler şeklinde düzenlenmiş bir karbon tabakasından oluşur. Dünyanın en ince malzemesinin yanı sıra en güçlü ve en sertlerinden biridir. Maddenin birçok potansiyel kullanımı vardır ve silikona mükemmel bir alternatiftir. Geim, grafenin ilk kullanımlarından birinin esnek dokunmatik ekranların geliştirilmesi olabileceğini söyledi. Yeni malzemenin patentini almadı çünkü belli bir süreye ihtiyaç duyacaktı.sektördeki kapsam ve iş ortağı.
Fizikçi, gecko'nun uzuvlarının yapışkanlığı nedeniyle gecko bandı olarak bilinen biyomimetik bir yapıştırıcı geliştiriyordu. Bu çalışmalar henüz başlangıç aşamasında, ancak gelecekte insanların Örümcek Adam gibi tavanlara tırmanabileceğine dair şimdiden umut veriyor.
1997'de Game, manyetizmanın su üzerindeki etkilerini inceledi ve bu, suyun doğrudan diyamanyetik olarak havaya kaldırılmasının ünlü keşfine yol açtı ve bu, havada uçan bir kurbağanın gösterilmesi nedeniyle yaygın olarak bilinir hale geldi. Ayrıca süper iletkenlik ve mezoskopik fizik üzerinde çalıştı.
Araştırması için konu seçimi konusunda Game, birçok kişinin doktora için bir konu seçip emekli olana kadar aynı konuyu sürdürme yaklaşımını küçümsediğini söyledi. İlk tam zamanlı pozisyonunu almadan önce konusunu beş kez değiştirdi ve bu onun çok şey öğrenmesine yardımcı oldu.
2001 tarihli bir makalesinde, sevgili hamsterı Tisha'yı yardımcı yazar olarak adlandırdı.
Grafenin keşfinin tarihi
2002'de bir sonbahar akşamı Andrey Geim karbon hakkında düşünüyordu. Mikroskobik olarak ince malzemelerde uzmanlaştı ve en ince madde katmanlarının belirli deneysel koşullar altında nasıl davranabileceğini merak etti. Monatomik filmlerden oluşan grafit, araştırma için bariz bir adaydı, ancak ultra ince numuneleri izole etmek için standart yöntemler onu aşırı ısıtıp yok edecekti. Böylece Game, yeni mezun öğrencilerden biri olan Da Jiang'ı atadı. Bir inç boyutunda bir grafit kristali parlatarak mümkün olduğunca ince bir numune, hatta birkaç yüz atom tabakası elde etmeye çalışın. Birkaç hafta sonra Jiang, bir petri kabında bir karbon tanesi getirdi. Game, mikroskop altında inceledikten sonra tekrar denemesini istedi. Jiang, kristalden geriye kalan tek şeyin bu olduğunu söyledi. Game şaka yollu bir şekilde kum tanesi almak için bir dağı sildiği için onu suçlarken, kıdemlilerinden biri çöp sepetinde, yapışkan tarafı gri, hafif parlak bir grafit kalıntısı filmiyle kaplı kullanılmış bant yığınları gördü.
Dünyanın dört bir yanındaki laboratuvarlarda araştırmacılar, deneysel örneklerin yapışkan özelliklerini test etmek için bant kullanıyor. Grafiti oluşturan karbon katmanları gevşek bir şekilde bağlanmıştır (1564'ten beri, malzeme kağıt üzerinde görünür bir iz bıraktığı için kurşun kalemlerde kullanılmaktadır), böylece yapışkan bant ölçekleri kolayca ayırmaktadır. Game bir parça koli bandını mikroskop altına yerleştirdi ve grafitin kalınlığının şimdiye kadar gördüğünden daha ince olduğunu buldu. Bandı katlayarak, sıkarak ve ayırarak daha da ince katmanlar elde etmeyi başardı.
Oyun ilk kez iki boyutlu bir malzemeyi izole etmeyi başardı: atomik bir mikroskop altında bir bal peteğini andıran düz bir altıgen kafesine benzeyen monatomik bir karbon tabakası. Teorik fizikçiler böyle bir maddeye grafen adını verdiler, ancak bunun oda sıcaklığında elde edilebileceğini varsaymadılar. Onlara, malzemenin mikroskobik toplara ayrışacağı görülüyordu. Bunun yerine Game, grafenin bir tane içinde kaldığını gördü.madde sabitlendikçe dalgalanan düzlem.
Grafen: olağanüstü özellikler
Andrei Game, yüksek lisans öğrencisi Konstantin Novoselov'un yardımını aldı ve günde on dört saat yeni bir maddeyi incelemeye başladılar. Sonraki iki yıl boyunca, malzemenin şaşırtıcı özelliklerini keşfettikleri bir dizi deney yaptılar. Eşsiz yapısı nedeniyle elektronlar, diğer katmanlardan etkilenmeden kafes içinde engellenmeden ve alışılmadık derecede hızlı hareket edebilir. Grafenin iletkenliği bakırdan binlerce kat daha fazladır. Game'in ilk keşfi, bir elektrik alanının varlığında meydana gelen ve iletimin kontrolüne izin veren belirgin bir "alan etkisinin" gözlemlenmesiydi. Bu etki, bilgisayar çiplerinde kullanılan silikonun tanımlayıcı özelliklerinden biridir. Bu, grafenin bilgisayar üreticilerinin yıllardır aradığı bir ikame olabileceğini gösteriyor.
Tanınmaya giden yol
Game ve Konstantin Novoselov, keşiflerini anlatan üç sayfalık bir makale yazdı. Nature tarafından iki kez reddedildi, bir yorumcu istikrarlı iki boyutlu bir materyali izole etmenin imkansız olduğunu söylerken bir diğeri de "yeterli bilimsel ilerleme" görmediğini söyledi. Ancak Ekim 2004'te Science dergisinde "Atomik Olarak Kalın Karbon Filmlerde Elektrik Alanı Etkisi" başlıklı bir makale yayınlandı ve bilim adamları üzerinde büyük bir etki yarattı - gözlerinin önünde fantezi gerçek oldu.
Bir Çığ Keşif
Dünyadaki laboratuvarlar Geim'in yapışkan bant tekniğini kullanarak araştırma yapmaya başladı ve bilim adamları grafenin diğer özelliklerini belirlediler. Evrendeki en ince malzeme olmasına rağmen çelikten 150 kat daha güçlüydü. Grafen, kauçuk gibi dövülebilir olduğunu kanıtladı ve uzunluğunun %120'sine kadar gerilebilir. Philip Kim'in ve ardından Columbia Üniversitesi'ndeki bilim adamlarının araştırması sayesinde, bu malzemenin elektriksel olarak daha önce bulunandan daha iletken olduğu bulundu. Kim, grafeni başka hiçbir malzemenin atom altı parçacıklarının hareketini yavaşlatamayacağı bir boşluğa koydu ve "hareketlilik" - bir elektrik yükünün bir yarı iletkenden geçme hızı - silikondan 250 kat daha hızlı olduğunu gösterdi.
Teknik yarış
2010'da, Andrei Geim ve Konstantin Novoselov tarafından yapılan keşiften altı yıl sonra, sonuçta Nobel Ödülü onlara verildi. O zamanlar medya, grafeni "harika bir malzeme", "dünyayı değiştirebilecek" bir madde olarak adlandırdı. Fizik, elektrik mühendisliği, tıp, kimya vb. alanlardaki akademik araştırmacılar ona başvurdu. Grafenin pillerde, esnek ekranlarda, su tuzdan arındırma sistemlerinde, gelişmiş güneş pillerinde, ultra hızlı mikro bilgisayarlarda kullanımı için patentler verildi.
Çin'deki bilim adamları dünyanın en hafif malzemesini yarattılar - grafen aerojel. Havadan 7 kat daha hafiftir - bir metreküp madde yalnızca 160 g ağırlığındadır. Grafen aerojel, grafen ve nanotüpler içeren bir jelin dondurularak kurutulmasıyla oluşturulur.
Manchester Üniversitesi'ne,Game ve Novoselov'un çalıştığı yerde, İngiliz hükümeti, ülkenin dünyanın en iyi patent sahipleri olan Kore, Çin ve Amerika Birleşik Devletleri ile eşit olmasını sağlayacak olan Ulusal Grafen Enstitüsü'nü temel alarak oluşturmak için 60 milyon dolar yatırım yaptı. yeni malzemeye dayalı dünyanın ilk devrim niteliğindeki ürünlerini yaratmak için yarışın.
Onursal unvanlar ve ödüller
Canlı bir kurbağanın manyetik olarak havaya kaldırılmasıyla ilgili bir deney, Michael Berry ve Andrey Game'in beklediği sonucu pek vermedi. Ig Nobel Ödülü onlara 2000 yılında verildi
2006'da Oyun Scientific American 50 ödülünü aldı.
2007'de Fizik Enstitüsü ona Mott Ödülü ve Madalyası verdi. Aynı zamanda Game, Royal Society üyeliğine seçildi.
Game ve Novoselov, "monatomik karbon tabakasının keşfi ve izolasyonu ve olağanüstü elektronik özelliklerinin belirlenmesi için" 2008 Europhysics Ödülü'nü paylaştılar. 2009'da Kerber Ödülü'nü aldı.
ABD Ulusal Bilimler Akademisi'nden 2010 Andre Geim John Carthy Ödülü "iki boyutlu bir karbon formu olan grafeni deneysel olarak gerçekleştirmesi ve çalışması nedeniyle" verildi.
Ayrıca 2010'da Royal Society'nin altı fahri profesörlükten birini ve "grafenin devrimci keşfi ve olağanüstü özellikleri için" Hughes Madalyası aldı. Geim, Delft Teknoloji Üniversitesi, ETH Zürih, Üniversiteler tarafından fahri doktora ile ödüllendirildiAnvers ve Manchester.
2010 yılında Hollanda bilimine katkılarından dolayı Hollanda Aslanı Nişanı ile ödüllendirildi. 2012 yılında, bilime hizmet için Game, bekar şövalyelere terfi etti. Mayıs 2012'de Amerika Birleşik Devletleri Bilimler Akademisi'nin Yabancı Sorumlu Üyesi seçildi
Nobel Ödüllü
Game ve Novoselov, grafen konusundaki öncü çalışmaları nedeniyle 2010 Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü. Ödülü duyan Game, ödülü bu yıl almayı beklemediğini ve acil planlarını değiştirme planı olmadığını söyledi. Modern bir fizikçi, grafen ve diğer iki boyutlu kristallerin insanlığın günlük yaşamını plastiğin yaptığı gibi değiştireceği umudunu dile getirdi. Ödül, onu hem Nobel Ödülü'nü hem de Ig Nobel Ödülü'nü aynı anda kazanan ilk kişi yaptı. Ders 8 Aralık 2010'da Stockholm Üniversitesi'nde gerçekleşti.
