2024, Nature—— 石墨烯操纵术！质子任我驱使，器件性能随心所欲

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文章链接： https://www.nature.com/articles/s41586-024-07435-8             摘要 石墨烯的基面可以作为选择性屏障，允许质子透过，但对所有离子和气体则不透过，这一特性促进了其在膜材料、催化剂和同位素分离等应用中的使用。质子可以在石墨烯上进行化学吸附并使其氢化，引发导体-绝缘体转变，这在石墨烯电子器件中得到了广泛研究。然而，这两个过程都面临能量屏障，并且提出了多种加速质子传输的策略，例如引入空位、掺入催化金属或化学功能化晶格。但这些技术可能会损害其他特性，如离子选择性或机械稳定性。本文 展示了通过在双栅石墨烯中独立控制电场（约1 V/nm）和载流子密度（约1×10 14 cm −2 ），可以将质子传输与晶格氢化解耦，从而加速质子传输，使其接近设备的极限电解质电流。 质子传输和氢化可以精确且稳健地选择性驱动，实 ………………………………