Eine dünne Schicht ganz gewöhnlichen Kohlenstoffs, nur eine Atomlage dick, hat jetzt Andre Geim und Konstantin Novoselov den Physik-Nobelpreis des Jahres 2010 eingebracht. Die beiden Forscher entdeckten und erforschten als erste die außergewöhnlichen Eigenschaften des Graphens, einem heute als Material der Zukunft und wichtiges Forschungsobjekt der Quantenphysik unverzichtbaren Materials.
Graphen ist im Prinzip nichts anderes als Kohlenstoffatome, die jeweils sechseckige Strukturen bilden, die in einer Ebene angeordnet sind wie das Muster eines Maschendrahtzauns. Doch obwohl diese Kohlenstoffform als Graphit in jedem Bleistift steckt, waren seine ungewöhnlichen Eigenschaften bis zum Jahr 2004 vollkommen unbekannt. Das entdeckten erst Andre Geim und Konstantin Novoselov, die ihre Arbeiten gemeinsam in den Niederlanden begannen und dann nach Großbritannien an die Universität von Manchester in England wechselten.
Die Entdeckung: Mit Klebeband und Siliziumplatte
Mit einfachsten Mitteln gelang es ihnen, das Graphen aus dem Graphit zu extrahieren. Mit Hilfe von ganz normalem Klebeband lösten die Forscher nach und nach immer dünnere Schichten des Graphits ab, bis sie schließlich winzige Schüppchen Kohlenstoff von nur noch wenigen bis nur einer Atomlage erhielten. Wie dick die Schüppchen waren, ließ sich indirekt aus dem Farbenspiel schleißen, dass die Teilchen unter dem Mikroskop erzeugten.
Doch wie sollten die Wissenschaftler diese Schüppchen so stabilisieren, dass sie sie genauer untersuchen konnten? Auch hier fanden die beiden eine genial einfache Lösung: Sie banden die Schüppchen auf eine Unterlage aus Siliziumoxid, dem Standardträgermaterial für Halbleiter in der Computerindustrie. Wie sich zeigte, war dieses Präparat die Voraussetzung, um die genaue Struktur des Graphens erstmals unter dem Elektronenmikroskop und später auch noch stärkeren Mikroskopen sichtbar zu machen.
