通过石墨烯膜进行质子传输会产生巨大光电效应

　　英国曼彻斯特大学Geim研究团队---通过石墨烯膜进行质子传输会产生巨大光电效。石墨烯最近已被证明对热质子，氢原子核是可透性的，于是人们对其在相关技术中用作质子传导膜产生了极大兴趣。然而，目前仍然不清楚光对质子渗透的影响情况。在该研究中，Lozada-Hidalgo 等人证明了，透过铂纳米颗粒修饰的石墨烯进行的质子传输过程在可见光照射下可以被大大增强。通过电气测量和质谱分析，发现其光响应度约为 104 A W-1，该值可以转化为每个光子随着响应时间增加，其对应约有 104个质子的增益。如此的特性可与基于硅和新型二维材料的最先进光电探测器的电子传输过程相媲美。这样的光质子效应对于石墨烯将来用于燃料电池和氢同位素分离是很重要的。该发现对其它应用领域，比如光诱导水分解、光催化和新型光电探测器等方面或许也会有重要的参考价值。

　　该研究工作由英国曼彻斯特大学Geim研究团队于近日发表在Nature Nanotechnology上。原文：Giant photoeffect in proton transportthrough graphene membranes

Figure 1.通过铂纳米颗粒修饰的石墨烯进行的质子传输，研究光照射对该过程的影响。 （a）在黑暗和照明条件下的电流-电压曲线。 虚线曲线是眼睛的向导；（b）在不同偏压下，质子电流密度I与照明功率P的函数关系；（c）在2.6 V偏压下一分钟照明引起的

Figure 2. 质谱和微秒时间响应观察到的光质子效应，在黑暗和照明条件下，其氢通量和电流密度的函数关系，偏压范围是0~3V。虚线代表了法拉第定律。顶部插图，在黑暗和照明条件下（偏压为2.3 V），同时记录I（黑色线）和Φ（红色线）的原始数据；底部插图，使用1 kHz斩波（偏压2.8 V）测量质子电流的频率响应。