感觉有点太lag了,现在才跟上这篇文章,但是看到graphene得奖,心中很有 感触,就波篇文章分享一下好了.不过严格来讲我没有做过graphene,只是 做过跟这个很有关系的主题.所以只能讲一下这类以纯碳为基础的材料的 一些自身经验和对材料科学的一点想法. 第一次碰到graphene的问题是在06年底当助理的时候,那个时候graphene虽 然还算新,但是在网路上已经有海量的论文了,从做model的,到做计算的,从 做纯物理实验的,到做应用的,几乎每天都有新的文章发表. 刚开始研究一层 的,後来开始研究多层的,然後开始研究其怪形状的,各式各样利用特殊性质 设计来当spintronics device的. graphene是一个理论走的比实验快很多的 领域,因为他都是碳,结构很单纯,最简单的能带模型靠对角化一个2x2的矩阵 就有了.Dirac Fermion的方程式也早就躺在那了,更复杂的计算所需要的技巧 也不需要太多,第一原理计算也不难.但在实验上完全不是这麽一回事,很多在 理论上设计出来的东西,在实验上短时间之内几乎做不到. 那个时候我们group在做的是量子传输,很自然的喜欢专注在准一维系统的问 题,那个时候一个一起合作的博士後大师兄给了我一篇PRB的论文,讲的就是把 graphene切成细细的ribbon当作导线的问题,这是把碳从3维走到2维之後,再 往准一维走下去的问题,随着维度慢慢变小,碳跑出的现象越来越多,越来越让 人感觉不可思议. 这个领域我们简称GNR (Graphene nanoribbons). (事实上除了准一维,纯一维的碳也很特别,有兴趣的人可以看Zee的5.5,5.6) 不过在当时,(至少到2008夏天离开助理的工作之前),这领域理论的paper越来 越多,但是实验却是一篇都没有,换言之,这是一个假想的材料,做理论的人把这 个假想的材料的性质,甚至应用都快讨论到乾了,在实验上却还没真的长出一条 漂亮的ribbon来.我曾经听过一个评论,作材料计算的人像蝗虫,一个新的材料 出来了,这些人就一窝蜂的把以前作其他材料的方法马上在套用到这个材料上重 算一次,然後有新的故事就马上发表文章,快! 快! 快! 是这个领域的一大特色, 因为方法大家都有,你要作的就是抢头香! 等一个材料被榨乾了,大家再一窝蜂 的去榨其他的材料,因此作材料计算的人其实满需要不断有新的材料来滋养的. 而我们的工作就是扮演那大蝗虫底下负责run job的小蝗虫 (just kidding !) 那个大师兄因为他知道以前我有做碳问题的经验,就问我能不能复制那篇文 章,我翻了一下,感觉行的通,就开始做了,很快的我们就得到了跟那篇文章一样 的结果.但这个领域对我们来说很新,虽然手边有工具,却不知道有什麽题目好 作的.真正像炸弹一样把这个领域炸的开花的,是在2006年的11月,一篇在nature 上面的文章(但其实开始有能力注意到这篇文章的重要性时,已经是半年後了), 那是在UC Berkeley,SG Louie教授的group发表的文章. Louie的group在量子传导 这块领域上几乎没什麽人没听过他,发表的文章多,品质也好,吸引了很多这块领 域的人前去朝圣.在那篇文章里面,他们预言了GNR有潜力作为tunable half-metal ,只要你在GNR的两侧通上一的gate,把其中一个自旋相应的能带给提升上来,这 个材料就变成了一个只能有单一spin通过的金属材料. 整个观念非常简单,你看 完这篇文章之後几乎不感觉有什麽事情是很意外的,都是很简单的观念,但是结 果却很震撼,也很令人赞叹他们的眼光很独到,这麽快就想到设计这样的结构. 後来在做助理的期间,我们大体上也是依照着他们的路线去再算一些传导的问题. 总的来说,就是考虑一些更复杂的状况就是了. 到08年的夏天我离开以後,其实就没再follow那个领域後来的发展怎样了,一直 到去年修了一门专讨的课,每个学生都被要求针对一些主题作一个报告,我才重 新去看看这块领域怎麽样了,才很惊讶的发现,GNR居然已经作出来了,方法很多, 有人用特殊的化学方法长出来,其中甚至有人作了一根奈米碳管,再把这跟奈米 碳管用分子剪刀从侧面给剪开来作成GNR.实验上进展的速度再过去这两年快到 了不可思议,变魔术般的地步了.我觉得材料科学的特色是理论快,而实验发展虽 相对慢,但常常让人赞叹! (当然撕胶带也是,虽然很原始!) 诺贝尔奖公布那天,我一起床,一个在NY念书的同学马上丢msn给我,跟我说graphene 得奖了,看到真是又惊又喜,因为长期以来物理奖都是颁给很多也许3,40年前就 在排队的人,很难想像居然有一个还有这麽多年轻的人在投入的领域会获奖.想到 自己以前也作过这块,好像多了一个可以说嘴的东西了.不过更多的感觉是意外,因 为我不知道这东西居然已经被认定为足以改变人类文明的程度了. 无论如何,今年的奖是颁完了,今年的奖可能是近年来最多年轻人正在参与其中的 一个领域了.也是少数竟然可以跟材料科学这麽直接相关的领域.去年颁给了光纤 之父,今年颁给了最新,最hot的材料科学.看来这些committee的成员也许人老,但 是观念,想法是越来越年轻了. 我看到很多人八卦出了那位年轻的得主,曾经因为把一只青蛙磁浮起来而得了搞笑 诺贝尔奖,我想就算他今天没拿到诺贝尔奖,应该也是一个作科学作得很开心的人 吧.很多时候作科学作得开心可能比发paper更重要,虽然往往到最後都没人真的 在乎这个了.但我总觉得这世界上没什麽人是真的为了名利而甘愿继续念下去的. 随遇而安的作,乐在其中,因为一点小发现而兴奋不已,应该都是这样的吧. 我觉得人生很奇妙,以前念研究所的时候看到第一原理计算的论文就很讨厌,觉得 整篇文章完全没来由,但怎麽知道毕业之後居然就跑去作了第一原理了,还作得很 开心. 後来念博班,自不量力跑去修了凝态大师David Pines的课,几乎跟鸭子听雷 一样,从第一堂课开始就听不懂他在说什麽.最後期末他要求我们交一份报告,还说 内容不用多,两三页就好了,他想放到wiki上,主题是Ce-115,我的妈,这是什麽? (虽然我知道这个名词一直出现在课堂上,但我从没搞懂这是啥)想当然,最後这份 报告并没有出现在wiki上.我那时候就想别再让我碰这些东西了,有够复杂的. 结果呢? 我後来跟的老板,作的就是heavy fermion的强关联问题.现在自己在作的 就是cerium compounds @@~ 老板assign题目给我的时候我还抗拒了一下,但其实真 的往下钻研了,觉得这块领域也非常有趣. 很多时候挑个好的领域常常由不得 自己,但是在自己的领域中找出乐趣却可以靠自己吧. 总之我很喜欢今年的诺贝尔奖,虽然不见得每个人都认为graphene比起其他那些 在排队的主题来得更影响人类文明.但我觉得这是一个充满了新鲜和创意的选择, 原来材料科学也可以得奖,原来实验的方法竟然是一条胶带,原来一个得主可以只有 36岁甚至还在作postdoc,原来一个领域才6年就可以被肯定. 原来一个诺贝尔奖 得主可以同时是被搞笑界肯定. 让人感觉物理其实也没这麽伟大而庄严,其实也可以满轻松又恢谐的. -- ★人生中最温暖的夏天是在纽约的冬天★ --

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