Биография. Андрей Гейм, современный ученый физик: биография, научные достижения, награды и премии Андрей гейм нобелевская премия

Сэр Андрей Константинович Гейм - действительный член Королевского общества, сотрудник и британско-голландский физик, родившийся в России. Вместе с Константином Новоселовым в 2010 г. он был удостоен Нобелевской премии по физике за его работы по графену. В данное время является Региус-профессором и директором Центра мезонауки и нанотехнологий университета Манчестера.

Андрей Гейм: биография

Родился 21.10.58 в семье Константина Алексеевича Гейма и Нины Николаевны Байер. Его родители были советскими инженерами немецкого происхождения. По словам Гейма, бабушка его матери была еврейкой, и он страдал от антисемитизма, потому что его фамилия звучит по-еврейски. У Гейма есть брат Владислав. В 1965 г. его семья переехала в г. Нальчик, где он учился в школе, специализировавшейся на английском языке. Окончив ее с отличием, он дважды пытался поступить в МИФИ, но принят не был. Тогда он подал документы в МФТИ, и на это раз ему удалось поступить. По его словам, студенты учились очень напряженно - давление было настолько сильным, что нередко люди ломались и оставляли учебу, а некоторые заканчивали депрессией, шизофренией и самоубийством.

Академическая карьера

Андрей Гейм получил диплом в 1982 г., а в 1987-м стал кандидатом наук в области физики металлов Института физики твердого тела РАН в Черноголовке. По словам ученого, в то время он не хотел заниматься этим направлением, предпочитая физику элементарных частиц или астрофизику, но сегодня он доволен своим выбором.

Гейм работал научным сотрудником Института технологий микроэлектроники в РАН, а с 1990 года - в университетах Ноттингема (дважды), Бата и Копенгагена. По его словам, за рубежом он мог заниматься исследованиями, а не иметь дела с политикой, потому и решил покинуть СССР.

Работа в Нидерландах

Свою первую штатную должность Андрей Гейм занял в 1994 году, когда стал доцентом университета Неймегена, где занимался мезоскопической сверхпроводимостью. Позже он получил голландское гражданство. Одним из его аспирантов был Константин Новоселов, который стал его главным научным партнером. Тем не менее, по словам Гейма, его академическая карьера в Нидерландах была далеко не безоблачной. Ему предлагали профессуру в Неймегене и Эйндховене, но он отказался, так как нашел голландскую академическую систему слишком иерархической и исполненной мелкого политиканства, она совершенно не похожа на британскую, где каждый сотрудник является равноправным. В своей Нобелевской лекции Гейм позже сказал, что такая ситуация была немного сюрреалистичной, так как вне стен университета его тепло встречали везде, в том числе его научный руководитель и другие ученые.

Переезд в Великобританию

В 2001 году Гейм стал профессором физики в университете Манчестера, а в 2002-м был назначен директором Манчестерского центра мезонауки и нанотехнологий и профессором Лэнгуорти. Жена и давний его соавтор Ирина Григорьева также переехала в Манчестер в качестве преподавателя. Позже к ним присоединился Константин Новоселов. С 2007 года Гейм стал старшим научным сотрудником Совета по инженерным и физическим научным исследованиям. В 2010 г. университет Неймегена назначил его профессором инновационных материалов и нанонауки.

Исследования

Гейму удалось найти простой способ изолировать один слой атомов графита, известный как графен, в сотрудничестве с учеными из университета Манчестера и IMT. В октябре 2004 г. группа опубликовала результаты работы в журнале Science.

Графен состоит из слоя углерода, атомы которого расположенных в виде двумерных шестигранников. Это самый тонкий материал в мире, а также один из самых прочных и твердых. У вещества есть множество потенциальных применений, и оно является превосходной альтернативой кремнию. По словам Гейма, одним из первых применений графена может стать разработка гибких сенсорных экранов. Он не запатентовал новый материал, потому что для этого ему потребовалась бы определенная область применения и партнер в промышленности.

Физик занимался разработкой биомиметического адгезива, который стал известен как лента гекко из-за липкости конечностей геккона. Данные исследования еще находятся на ранних стадиях, но уже дают надежду на то, что в будущем люди смогут взбираться на потолки, как Человек-паук.

В 1997 году Гейм изучал возможность воздействия магнетизма на воду, что привело к знаменитому открытию прямой диамагнитной левитации воды, которое получило широкую известность благодаря демонстрации левитирующей лягушки. Также он работал над сверхпроводимостью и занимался мезоскопической физикой.

По поводу выбора субъектов своих изысканий Гейм сказал, что он презирает подход, когда многие выбирают предмет для своей кандидатской диссертации, а затем продолжают ту же тему до выхода на пенсию. Прежде чем он получил первую штатную должность, он менял свою тему пять раз, и это помогло ему многому научиться.

История открытия графена

В один из осенних вечеров 2002 года Андрей Гейм размышлял об углероде. Он специализировался на микроскопически тонких материалах и задавался вопросом, как тончайшие слои вещества могут вести себя в определенных экспериментальных условиях. Графит, состоящий из одноатомных пленок, был очевидным кандидатом для исследований, но стандартные методы выделения сверхтонких образцов перегрели бы и разрушили его. Поэтому Гейм поручил одному из новых аспирантов Да Цзяну попытаться получить настолько тонкий образец, насколько это будет возможно, хотя бы в несколько сотен слоев атомов, полируя кристалл графита размером в один дюйм. Несколько недель спустя Цзян принес крупицу углерода в чашке Петри. После изучения ее под микроскопом Гейм попросил его попробовать еще раз. Цзян сообщил, что это все, что осталось от кристалла. В то время, когда Гейм в шутку упрекал его в том, что аспирант стер гору, чтобы получить песчинку, один из его старших товарищей увидел в мусорной корзине комки использованного скотча, липкая сторона которого была покрыта серой, слегка блестящей пленкой остатков графита.

В лабораториях по всему миру исследователи используют ленту для проверки адгезионных свойств экспериментальных образцов. Слои углерода, составляющие графит, связаны слабо (с 1564 г. материал используется в карандашах, так как он оставляет видимый след на бумаге), так что скотч легко отделяет чешуйки. Гейм поместил кусок клейкой ленты под микроскоп и обнаружил, что толщина графита была меньше, чем та, которую он видел до сих пор. Складывая, сжимая и разъединяя скотч, он сумел добиться еще более тонких слоев.

Гейму удалось впервые изолировать двумерный материал: одноатомный слой углерода, который под атомным микроскопом имеет вид плоской решетки из шестиугольников, напоминающей пчелиные соты. Физики-теоретики называли такую субстанцию графеном, но они не предполагали, что ее можно получить при комнатной температуре. Им казалось, материал распадется на микроскопические шарики. Вместо этого Гейм увидел, что графен остается в одной плоскости, которая покрывается рябью по мере стабилизации вещества.

Графен: замечательные свойства

Андрей Гейм прибег к помощи аспиранта Константина Новоселова, и они начали по четырнадцать часов в день изучать новое вещество. В следующие два года они провели серию экспериментов, в ходе которых были обнаружены поразительные свойства материала. Из-за его уникальной структуры электроны, не испытывая влияние других слоев, могут передвигаться по решетке беспрепятственно и необычайно быстро. Проводимость графена в тысячи раз больше меди. Первым откровением для Гейма стало наблюдение ярко выраженного «эффекта поля», проявляющегося в присутствии электрического поля, которое позволяет контролировать проводимость. Данный эффект является одной из определяющих характеристик кремния, используемого в компьютерных чипах. Это говорит о том, что графен может стать его заменой, которую производители компьютеров искали в течение многих лет.

Путь к признанию

Гейм и Константин Новоселов написали трехстраничную работу с описанием своих открытий. Ее дважды отклонял Nature, один рецензент которого заявил, что изоляция стабильного двумерного материала невозможна, а другой не увидел в ней «достаточного научного прогресса». Но в октябре 2004 г. статья под названием «Эффект электрического поля в углеродных пленках атомарной толщины» была опубликована в журнале Science, произведя большое впечатление на ученых - у них на глазах фантастика становилась реальностью.

Лавина открытий

Лаборатории всего мира начали исследования с использованием техники клейкой ленты Гейма, и ученые выявили другие свойства графена. Хотя это был самый тонкий материал во Вселенной, он был в 150 раз прочнее стали. Графен оказался податливым, как резина, и мог растягиваться до 120% своей длины. Благодаря исследованиям Филиппа Кима, а затем ученых Колумбийского университета было обнаружено, что данный материал еще более электропроводен, чем было установлено ранее. Ким поместил графен в вакуум, где ни один другой материал не мог замедлить движения его субатомных частиц, и показал, что тот обладает «подвижностью» - скоростью, с которой электрический заряд проходит через полупроводник - в 250 раз большей, чем у кремния.

Гонка технологий

В 2010 году, через шесть лет после открытия, которое совершили Андрей Гейм и Константин Новоселов, Нобелевская премия им все-таки была вручена. Тогда СМИ называли графен «чудо-материалом», веществом, которое, «может изменить мир». К нему обратились академические исследователи в области физики, электротехники, медицины, химии и др. Выданы патенты на использование графена в аккумуляторах, системах опреснения воды, усовершенствованных солнечных батареях, сверхбыстрых микрокомпьютерах.

Ученые в Китае создали самый легкий материал в мире - графен-аэрогель. Он в 7 раз легче воздуха - один кубометр вещества весит всего 160 г. Графен-аэрогель создается путем высушивания замораживанием геля, содержащего графен и нанотрубки.

В университет Манчестера, где работают Гейм и Новоселов, британское правительство вложило 60 млн долларов, чтобы создать на его базе Национальный институт графена, который бы позволил стране быть наравне с лучшими мировыми патентообладателями - Кореей, Китаем и Соединенными Штатами, которые начали гонку за созданием первых в мире революционных продуктов на основе нового материала.

Почетные звания и награды

Эксперимент с магнитной левитацией живой лягушки принес не совсем тот результат, который ожидали Майкл Берри и Андрей Гейм. Шнобелевская премия была вручена им в 2000 г.

В 2006 г. Гейм получил награду журнала Scientific American 50.

В 2007 г. Институт физики присудил ему премию и медаль Мотта. Тогда же Гейма избрали членом Королевского общества.

Гейм и Новоселов разделили премию 2008 года «Еврофизика» «за обнаружение и изоляцию одноатомного слоя углерода и определение его замечательных электронных свойств». В 2009 году он получил награду Кербера.

Очередная премия Андрея Гейма, имени Джона Карти, которой он был награжден Национальной академией наук США в 2010 году, была дана «за его экспериментальную реализацию и исследование графена, двумерной формы углерода».

Также в 2010 г. он получил одно из шести почетных профессорских званий Королевского общества и медаль Хьюза «за революционное открытие графена и выявление его замечательных свойств». Гейм был удостоен почетных докторских степеней Делфтского технического университета, Высшей технической школы Цюриха, университетов Антверпена и Манчестера.

В 2010 г. он стал кавалером ордена Нидерландского льва за вклад в голландскую науку. В 2012 г. за заслуги перед наукой Гейм был произведен в рыцари-бакалавры. Он был избран иностранным членом-корреспондентом академии наук Соединенных Штатов в мае 2012 г.

Нобелевский лауреат

Гейму и Новоселову за новаторские исследования графена была присуждена Нобелевская премия по физике 2010 г. Услышав о награде, Гейм заявил, что не ожидал получить ее в этом году и не собирается по этому поводу менять свои ближайшие планы. Современный ученый-физик выразил надежду на то, что графен и другие двумерные кристаллы изменят повседневную жизнь человечества так же, как это сделал пластик. Награда сделала его первым человеком, который стал лауреатом Нобелевской и Шнобелевской премии одновременно. Лекция состоялась 8 декабря 2010 года в Стокгольмском университете.

Биография

Родился в 1958 году в Сочи, в семье инженеров немецкого происхождения c еврейскими корнями по линии матери. В 1964 году семья переехала в Нальчик.

Отец, Константин Алексеевич Гейм (1910-1998), с 1964 года работал главным инженером Нальчикского электровакуумного завода; мать, Нина Николаевна Байер (род. 1927), работала главным технологом там же.

В 1975 году Андрей Гейм окончил с золотой медалью среднюю школу № 3 города Нальчика и пытался поступить в МИФИ, но неудачно (препятствием явилось немецкое происхождение абитуриента). Поработав 8 месяцев на Нальчикском электровакуумном заводе, в 1976 году поступил в Московский физико-технический институт.

До 1982 года обучался на факультете общей и прикладной физики, окончил с отличием («четвёрка» в дипломе только по политэкономии социализма) и поступил в аспирантуру. В 1987 году получил степень кандидата физико-математических наук в Институте физики твёрдого тела РАН. Работал научным сотрудником в ИФТТ АН СССР и в Институте проблем технологии микроэлектроники АН СССР.

В 1990 году получил стипендию Английского королевского общества и уехал из Советского Союза. Работал в Ноттингемском университете, а также недолго в Копенгагенском университете, перед тем как стал доцентом, а с 2001 года - Манчестерского университета. В настоящее время - руководитель Манчестерского центра по «мезонауке и нанотехнологиям», а также глава отдела физики конденсированного состояния.

Почётный доктор Делфтского технического университета, Швейцарской высшей технической школы Цюриха и Антверпенского университета. Имеет звание «профессор Лэнгуорти» Манчестерского университета (Langworthy Professor, среди удостоенных этого звания были Эрнест Резерфорд, Лоурэнс Брэгг и Патрик Блэкетт).

В 2008 году получил предложение возглавить Институт Макса Планка в Германии, но ответил отказом.

Подданный Королевства Нидерландов. Супруга - Ирина Григорьева (выпускница Московского института стали и сплавов), работала, как и Гейм, в ИФТТ АН СССР, в настоящее время работает вместе с мужем в лаборатории Манчестерского университета.

После присуждения Гейму Нобелевской премии было объявлено о намерении пригласить его работать в Сколково. Гейм заявил: При этом Гейм сказал, что не имеет российского гражданства и чувствует себя в Великобритании комфортно, выразив скептическое отношение к проекту российского правительства создать в стране аналог Кремниевой долины.

Научные достижения

Среди достижений Гейма можно отметить создание биомиметического адгезива (клея), позднее ставшего известным как gecko tape.

Также широко известен эксперимент с, в том числе, со знаменитой «летающей лягушкой», за который Гейм вместе с известным математиком и теоретиком сэром Майклом Берри из получил в 2000 году Шнобелевскую премию.

В 2004 году Андрей Гейм совместно со своим учеником Константином Новосёловым изобрёл технологию получения графена - нового материала, представляющего собой одноатомный слой углерода. Как выяснилось в ходе дальнейших экспериментов, графен обладает рядом уникальных свойств: он обладает повышенной прочностью, проводит электричество так же хорошо, как медь, превосходит все известные материалы по теплопроводности, прозрачен для света, но при этом достаточно плотен, чтобы не пропустить даже молекулы гелия - самые мелкие из известных молекул. Всё это делает его перспективным материалом для ряда приложений, таких как создание сенсорных экранов, световых панелей и, возможно, солнечных батарей.

За это открытие (Великобритания) в 2007 году наградил Гейма. Он также получил престижную премию «Еврофизика» (EuroPhysics) (совместно с Константином Новосёловым). В 2010 году изобретение графена было также отмечено Нобелевской премией по физике, которую Гейм также разделил с Новосёловым.

Некоторые публикации

• Андрей Гейм увлекается горным туризмом. Его первым «пятитысячником» стал Эльбрус, а любимая гора - Килиманджаро.

• Учёный отличается своеобразным юмором. Одно из подтверждений тому - статья о диамагнитной левитации, в которой соавтором Гейма был указан его любимый хомяк («хамстер») Тиша. Сам Гейм по этому поводу заявил, что вклад хомяка в эксперимент с левитацией был более непосредственным . Впоследствии эта работа использовалась при получении степени доктора философии.

Примечания

Литература

• G. Brumfiel. Graphene speeds pair to Stockholm win // Nature. - Vol. 467, P. 642 (2010).
• A. Cho. Still in Its Infancy, Two-Dimensional Crystal Claims Prize // Science. - Vol. 330, P. 159 (2010).
• Д. Бухвалов. Нобелевский тип углерода // Троицкий вариант. - № 64, С. 4 (12.10.2010).
• Михаил Кацнельсон: «Они сделали то, что запрещено учебниками» // Троицкий вариант. - № 64, С. 4-5 (12.10.2010).
• E. S. Reich. Nobel document triggers debate // Nature. - Vol. 468, P. 486 (2010).
• Y. Hancock. The 2010 Nobel Prize in physics-ground-breaking experiments on graphene // J. Phys. D: Appl. Phys. - Vol. 44, P. 473001 (2011).

Ссылки

• Персональная страница на сайте Манчестерского университета
• Ю. Ерин. Нобелевская премия по физике - 2010 // «Элементы.ру», 11.10.2010

Статьи

• Статьи Андрея Гейма за 1981-1990 гг. в журнале «Письма в ЖЭТФ»
• Статьи Андрея Гейма в журнале «Успехи физических наук»
• Публикации в базе данных Astrophysics Data System

Андрей Константинович Гейм родился 21 октября 1958 года в Сочи. Его родители, Константин Алексеевич Гейм и Нина Николаевна Байер были инженерами, по национальности - поволжскими немцами. С 1965 по 1975 год Гейм жил и учился в школе №3 в Нальчике, которую окончил с золотой медалью. После окончания школы он попытался поступить в Московский инженерно-физический институт (МИФИ), однако его там отказались принимать из-за национальности. Поэтому он один год проработал слесарем на Нальчикском электровакуумном заводе, главным инженером которого был его отец. В 1976 году Гейм снова получил отказ в МИФИ и поступил в Московский физико-технический институт (МФТИ), где защитил в 1982 году диплом. После этого Гейм начал работать аспирантом в Институте физики твердого тела АН СССР (ИФТТ), где в 1987 году защитил кандидатскую диссертацию (впоследствии в анкетах это научное звание упоминал как Ph.D.), после чего три года работал научным сотрудником в Институте проблем микроэлектроники и особочистых материалов в Черноголовке, созданного на базе ИФТТ. В Черноловке Гейм занимался металлической физикой, которая ему, по собственным словам, быстро надоела.

В 1990 году Гейм отправился в Великобританию на стажировку в Ноттингемский университет (University of Nottingham) и больше уже в СССР и России не работал. В 1992 году он занимался наукой в Университете Бат (University of Bath), с 1993 по 1994 год работал в Копенгагенском университете (University of Copenhagen). В 1994 году Гейм стал исследователем, а с 2000 года - профессором Университета Неймегена (University of Nijmegen) в Нидерландах. Он получил гражданство этой страны, отказавшись от российского и исправив имя на Andre Geim. Параллельно, с 1998 по 2000 год Гейм был специальным профессором Ноттингемского университета.

В 2000 году Гейм вместе с Майклом Берри (Michael Berry) получил Шнобелевскую (антинобелевскую) премию за статью 1997 года, в которой описывался эксперимент в области диамагнитной левитации - соавторы добились левитации лягушки при помощи сверхпроводящего магнита. Также пресса отмечала, что Гейм сумел создать липкую ленту, действующую по механизмам прилипания у геккона, а в 2001 году в соавторы одной статьи включил хомяка "Тишу" (H.A.M.S. ter Tisha).

В 2000 году Гейм с супругой получил приглашение в Манчестерский университет (University of Manchester) и через год уехал из Нидерландов, оставив отрицательный отзыв о местной научной среде. Он стал профессором физики Манчестерского университета и занимал этот пост до 2007 года. В 2002 году он возглавил отдел физики конденсированного состояния, а также центр мезоскопической физики и нанотехнологий (Centre for Mesoscience & Nanotechnology) этого университета. С 2007 года он занял должность Лэнгуортиевского профессора физики (Langworthy Professor of Physics) Манчестерского университета.

В 2004 году Гейм вместе со своим учеником Константином Новоселовым открыл графен - двумерный слой графита толщиной в один атом, обладающий хорошей теплопроводностью, большой механической жесткостью и другими полезными свойствами. В 2007 году за это открытие Гейм был удостоен премии Мотта (Mott Prize) международного Института физики (Institute of Physics), а в 2009 году стал профессором Королевского общества Великобритании по развитию естествознания (Royal Society of London for Improving Natural Knowledge). В 2010 году Гейм был удостоен награды Джона Карти (John J Carty Award) Национальной академии США (US National Academy of Sciences) и медали имени Хьюза (Hughes Medal) Королевского общества Великобритании.

В 2006 году Scientific American включил Гейма в список 50 самых влиятельных ученых мира, а в 2008 году "Русский Newsweek" назвал Гейма одним из десяти самых талантливых российских ученых-эмигрантов. Всего к 2010 году Гейм опубликовал более 180 научных трудов в рецензируемых изданиях.

В октябре 2010 года Гейм и Новоселов были удостоены Нобелевской премии по физике "за основополагающие эксперименты с двумерным материалом графеном".

После известия о присуждения выходцам из России Нобелевской премии их пригласили на работу российский в инновационный центр "Сколково", однако Гейм в интервью заявил, что возвращаться на родину не собирается: "Оставаться в России было для меня все равно, что жизнь потратить на борьбу с ветряными мельницами, а работа для меня - хобби, и тратить свою жизнь на мышиную возню абсолютно не хотелось". Тогда же он назвал себя в интервью "европейцем и на 20 процентов кабардинобалкарцем". Несмотря на нежелание возвращаться в Россию он отмечал высокое качество фундаментального образования в МФТИ: в 2006 году Гейм рассказывал, что те доли головного мозга, которые он потерял из-за алкогольных возлияний после экзаменов в институте, были заменены долями, занятыми полученной в институте информацией, которая ему никогда не пригодилась. Также он сотрудничал с Институтом физики твердого тела РАН в Черноголовке, где исследовали возможность создания графенового транзистора.

Лучшие дня

Сэр Андрей Константинович Гейм (род. 21 октября 1958, Сочи) — советский, нидерландский и британский физик, лауреат Нобелевской премии по физике 2010 года (совместно с Константином Новосёловым), член Лондонского королевского общества (с 2007), известный в первую очередь как один из разработчиков первого метода получения графена. 31 декабря 2011 года указом королевы Елизаветы Второй за заслуги перед наукой ему присвоено звание рыцаря-бакалавра с официальным правом прибавлять к своему имени титул «сэр».

Родился в 1958 году в Сочи, в семье инженеров немецкого происхождения (единственным известным Гейму исключением среди его немецких предков была прапрабабка с материнской стороны, которая была еврейкой). Гейм считает себя европейцем и полагает, что не нуждается в более подробной «таксономии». В 1964 году семья переехала в Нальчик.

Там у вас люди что - с ума посходили совсем? Считают, что если они кому-нибудь отсыпят мешок золота, то можно всех пригласить?

Гейм Андрей Константинович

Отец, Константин Алексеевич Гейм (1910—1998), с 1964 года работал главным инженером Нальчикского электровакуумного завода; мать, Нина Николаевна Байер (род. 1927), работала главным технологом там же.

В 1975 году Андрей Гейм окончил с золотой медалью среднюю школу № 3 города Нальчика и пытался поступить в МИФИ, но неудачно (препятствием явилось немецкое происхождение абитуриента). Поработав 8 месяцев на Нальчикском электровакуумном заводе, в 1976 году поступил в Московский физико-технический институт.

До 1982 года обучался на факультете общей и прикладной физики, окончил с отличием («четвёрка» в дипломе только по политэкономии социализма) и поступил в аспирантуру. В 1987 году получил степень кандидата физико-математических наук в Институте физики твёрдого тела РАН. Работал научным сотрудником в ИФТТ АН СССР и в Институте проблем технологии микроэлектроники АН СССР.

В 1990 году получил стипендию Английского королевского общества и уехал из Советского Союза. Работал в Ноттингемском университете, университете Бата (англ.)русск., а также недолго в Копенгагенском университете, перед тем как стал доцентом университета Неймегена, а с 2001 года — Манчестерского университета. В настоящее время — руководитель Манчестерского центра по «мезонауке и нанотехнологиям», а также глава отдела физики конденсированного состояния.

Почётный доктор Делфтского технического университета, Швейцарской высшей технической школы Цюриха и Антверпенского университета. Имеет звание «профессор Лэнгуорти» Манчестерского университета (англ. Langworthy Professor, среди удостоенных этого звания были Эрнест Резерфорд, Лоурэнс Брэгг и Патрик Блэкетт).

1958

С 1965 по 1975

В 1976 1982 1987

В 1990

В 1992 1993 по 1994

В 1994 2000 1998 по 2000

В 2000 1997 2001

Андрей Константинович Гейм родился 21 октября 1958 года в Сочи. Его родители, Константин Алексеевич Гейм и Нина Николаевна Байер были инженерами, по национальности - поволжскими немцами.

С 1965 по 1975 год Гейм жил и учился в школе №3 в Нальчике, которую окончил с золотой медалью. После окончания школы он попытался поступить в Московский инженерно-физический институт (МИФИ), однако его там отказались принимать из-за национальности. Поэтому он один год проработал слесарем на Нальчикском электровакуумном заводе, главным инженером которого был его отец.

В 1976 году Гейм снова получил отказ в МИФИ и поступил в Московский физико-технический институт (МФТИ), где защитил в 1982 году диплом. После этого Гейм начал работать аспирантом в Институте физики твердого тела АН СССР (ИФТТ), где в 1987 году защитил кандидатскую диссертацию (впоследствии в анкетах это научное звание упоминал как Ph.D.), после чего три года работал научным сотрудником в Институте проблем микроэлектроники и особочистых материалов в Черноголовке, созданного на базе ИФТТ. В Черноловке Гейм занимался металлической физикой, которая ему, по собственным словам, быстро надоела.

В 1990 году Гейм отправился в Великобританию на стажировку в Ноттингемский университет (University of Nottingham) и больше уже в СССР и России не работал.

В 1992 году он занимался наукой в Университете Бат (University of Bath), с 1993 по 1994 год работал в Копенгагенском университете (University of Copenhagen).

В 1994 году Гейм стал исследователем, а с 2000 года - профессором Университета Неймегена (University of Nijmegen) в Нидерландах. Он получил гражданство этой страны, отказавшись от российского и исправив имя на Andre Geim. Параллельно, с 1998 по 2000 год Гейм был специальным профессором Ноттингемского университета.

В 2000 году Гейм вместе с Майклом Берри (Michael Berry) получил Шнобелевскую (антинобелевскую) премию за статью 1997 года, в которой описывался эксперимент в области диамагнитной левитации - соавторы добились левитации лягушки при помощи сверхпроводящего магнита. Также пресса отмечала, что Гейм сумел создать липкую ленту, действующую по механизмам прилипания у геккона, а в 2001 году в соавторы одной статьи включил хомяка "Тишу" (H.A.M.S. ter Tisha).

В 2000 году Гейм с супругой получил приглашение в Манчестерский университет (University of Manchester) и через год уехал из Нидерландов, оставив отрицательный отзыв о местной научной среде. Он стал профессором физики Манчестерского университета и занимал этот пост до 2007 года.

В 2002 году он возглавил отдел физики конденсированного состояния, а также центр мезоскопической физики и нанотехнологий (Centre for Mesoscience & Nanotechnology) этого университета.

С 2007 года он занял должность Лэнгуортиевского профессора физики (Langworthy Professor of Physics) Манчестерского университета.

В 2004 году Гейм вместе со своим учеником открыл графен - двумерный слой графита толщиной в один атом, обладающий хорошей теплопроводностью, большой механической жесткостью и другими полезными свойствами.

В 2007 году за это открытие Гейм был удостоен премии (Mott Prize) международного Института физики (Institute of Physics), а в 2009 году стал профессором Королевского общества Великобритании по развитию естествознания (Royal Society of London for Improving Natural Knowledge).

В 2010 году Гейм был удостоен награды Джона Карти (John J Carty Award) Национальной академии США (US National Academy of Sciences) и медали имени Хьюза (Hughes Medal) Королевского общества Великобритании.

В 2006 году Scientific American включил Гейма в список 50 самых влиятельных ученых мира, а в 2008 году "Русский Newsweek" назвал Гейма одним из десяти самых талантливых российских ученых-эмигрантов.

В октябре 2010 года Гейм и были удостоены Нобелевской премии по физике "за основополагающие эксперименты с двумерным материалом графеном".

После известия о присуждения выходцам из России Нобелевской премии их пригласили на работу российский в инновационный центр "Сколково", однако Гейм в интервью заявил, что возвращаться на родину не собирается: "Оставаться в России было для меня все равно, что жизнь потратить на борьбу с ветряными мельницами, а работа для меня - хобби, и тратить свою жизнь на мышиную возню абсолютно не хотелось". Тогда же он назвал себя в интервью "европейцем и на 20 процентов кабардинобалкарцем". Несмотря на нежелание возвращаться в Россию он отмечал высокое качество фундаментального образования в МФТИ: в 2006 году Гейм рассказывал, что те доли головного мозга, которые он потерял из-за алкогольных возлияний после экзаменов в институте, были заменены долями, занятыми полученной в институте информацией, которая ему никогда не пригодилась. Также он сотрудничал с Институтом физики твердого тела РАН в Черноголовке, где исследовали возможность создания графенового транзистора.

В прессе отмечали, что Гейм не обычный ученый, а по своей сущности ближе к изобретателю: он часто берет за основу первую попавшуюся идею и пытается ее развивать, и из этого, порою, выходит что-то интересное.

Гейм женат. Его супруга, Ирина Григорьева, русская, она кандидат наук, также с 2000 года работала в Манчестерском университете. У них есть дочь, гражданка Нидерландов. В свободное время Гейм увлекается альпинизмом.