通過石墨烯膜進行質子傳輸會產生巨大光電效應

　　英國曼徹斯特大學Geim研究團隊---通過石墨烯膜進行質子傳輸會產生巨大光電效。石墨烯最近已被證明對熱質子，氫原子核是可透性的，于是人們對其在相關技術中用作質子傳導膜產生了極大興趣。然而，目前仍然不清楚光對質子滲透的影響情況。在該研究中，Lozada-Hidalgo 等人證明了，透過鉑納米顆粒修飾的石墨烯進行的質子傳輸過程在可見光照射下可以被大大增強。通過電氣測量和質譜分析，發現其光響應度約為 104 A W-1，該值可以轉化為每個光子隨著響應時間增加，其對應約有 104個質子的增益。如此的特性可與基于硅和新型二維材料的最先進光電探測器的電子傳輸過程相媲美。這樣的光質子效應對于石墨烯將來用于燃料電池和氫同位素分離是很重要的。該發現對其它應用領域，比如光誘導水分解、光催化和新型光電探測器等方面或許也會有重要的參考價值。

　　該研究工作由英國曼徹斯特大學Geim研究團隊于近日發表在Nature Nanotechnology上。原文：Giant photoeffect in proton transportthrough graphene membranes

Figure 1.通過鉑納米顆粒修飾的石墨烯進行的質子傳輸，研究光照射對該過程的影響。 （a）在黑暗和照明條件下的電流-電壓曲線。 虛線曲線是眼睛的向導；（b）在不同偏壓下，質子電流密度I與照明功率P的函數關系；（c）在2.6 V偏壓下一分鐘照明引起的

Figure 2. 質譜和微秒時間響應觀察到的光質子效應，在黑暗和照明條件下，其氫通量和電流密度的函數關系，偏壓范圍是0~3V。虛線代表了法拉第定律。頂部插圖，在黑暗和照明條件下（偏壓為2.3 V），同時記錄I（黑色線）和Φ（紅色線）的原始數據；底部插圖，使用1 kHz斬波（偏壓2.8 V）測量質子電流的頻率響應。