透明胶带成就的诺贝尔
尽管IT产品千变万化，但万变不离其宗——都是建立在基于半导体硅的计算基础上。但摩尔定律终有极限。于是，非硅计算便成为研究的热点。
今年10月，英国曼彻斯特大学安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫因在石墨烯方面卓越研究而分享了诺贝尔物理学奖，从而使石墨烯在量子计算、生物计算、光计算、碳纳米管等硅计算替代者中，脱颖而出。
石墨烯微观结构图
摩尔定律终有尽头
1958年，德仪公司的基尔比和仙童半导体公司的诺伊斯分别独立地发明了集成电路，从而使得电子技术从电子管、晶体管转向集成电路时代。基尔比因为集成电路的发明而获得了2000年诺贝尔物理学奖，遗憾的是创办了仙童和英特尔两家半导体工业历史上最著名的公司的诺伊斯却因突发心脏病于10年前辞世，无法获得诺贝尔奖。事实上，如今半导体工业采用的都是诺伊斯发明的平面工艺，与基尔比的工艺其实没有关系。
平面工艺就是利用研磨、抛光、氧化、扩散、光刻、外延生长、蒸发等半导体加工工艺技术，在二维平面
上制造晶体管、电阻、电容和引线。因此，要在单位面积的硅片上制造越来越多的晶体管等元器件，只有不断
提高工艺水平。
1965年，还在仙童半导体公司工作的高登·摩尔为《电子学》杂志写了一篇文章预测说，未来集成电路中晶体管的集成度将会每18~24个月翻一番，这就是著名的摩尔定律。
当人们享受着CPU的制造工艺从65nm、45nm提高到目前的32nm所带来的性能提高和功耗下降等好处时，殊
不知，加工工艺的提升是有物理极限的。有资料显示，当晶体管栅极长度小于5nm时，晶体管会因隧道效应而
失效。
因此，寻找替代硅工艺的材料，便成为一个很现实的问题。尽管量子计算、生物计算性能强劲，但毕竟那
还是遥不可及的美好远景。碳纳米管虽然表现突出，但未来在工艺实现上，要“安顿”好那么多小管子可不是
件容易的事。
直到2004年，英国曼切斯特大学的研究人员安德烈·盖姆和科斯提亚·诺沃谢夫在石墨烯方面的研究，让
人们看到了新的希望。
他最后用了“土”办法
坚硬无比的金刚石与柔软的石墨的成分都是碳，只不过其中碳原子的晶体结构排列有所不同。在足够高的
温度和压力下，通常都是采用爆炸法，可以利用石墨生成微小的金刚石颗粒。而盖姆和诺沃谢夫发现，当石墨
层薄到只有1个碳原子厚度时，不仅坚韧无比，而且还有突出的电特性。这种具有神奇性能的石墨层被称之为
石墨烯。而制造石墨烯的方式并非人工制造金刚石那样暴力，相反却是十分温柔的。
2008年8月，盖姆在接受科学观察网站专访时，讲述了他们当初如何制造石墨烯
的故事。
当时，盖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。盖姆把它交给
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盖姆说做好了。盖姆用显微镜观察培养皿底部的石墨斑，发现那足有10微
米厚，相当于1000层石墨烯的厚度。盖姆于是问他，能不能磨得再薄一些？他告诉盖姆，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。盖姆承认自己当时的态度可能不太好，于是，那位中国博士生对盖
姆说：”既然你这么聪明，那你就自己试试吧。”
盖姆只得自己做了，不过他采用了一种非常“土”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，盖姆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。盖姆把胶带对折后，粘一下
再拉开，这样，胶带两端都沾有石墨层，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。
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