ELECTRON HOPPING THROUGH SINGLE-TO-FEW-LAYER GRAPHENE OXIDE FILMS. SIDE-SELECTIVE PHOTOCATALYTIC DEPOSITION OF METAL NANOPARTICLES

"Electron hopping through single-to-few-layer graphene oxide films. Side-selective photocatalytic deposition of metal nanoparticles". THE JOURNAL OF CHEMISTRY LETTERS 3, 1453 (2012). 

DOI: 10.1021/jz3004206

 Single- to few-layer graphene oxide (GO) sheets have been successfully anchored onto TiO₂ films using electrophoretic deposition. Upon UV illumination of TiO₂–GO films, photogenerated electrons from TiO₂ are captured by GO. These electrons are initially used in GO’s reduction, while additional electron transfer results in storage across its sp² network. In the presence of silver ions, deposition of silver nanoparticles (NPs) is accomplished on the GO surface opposite the TiO₂, thus confirming the ability of GO to transport electrons through its plane. Illumination-controlled reduction of silver ions allows for simple selection of particle size and loading, making these semiconductor–graphene–metal (SGM) films ideal for custom catalysis and sensor applications. Initial testing of SGM films as surface-enhanced resonance Raman (SERRS) sensors produced significant target molecule signal enhancements, enabling detection of nanomolar concentrations.

Se han ligado exitosamente desde una hasta varias capas de óxido de grafeno (GO) a películas de TiO₂, haciendo depósitos por electrofóresis. Ante la iluminación UV de las películas de TiO₂–GO, los electrones que se fotogenerarn en el TiO₂ son capturados por el GO. Estos electrones son inicialmente usados en la reducción del GO, mientras que la transferencia adicional de electrones resulta en un almacenamiento a lo largo de su red sp². En presencia de iones de plata, el depósito de nanopartículas de plata (NPs) se realiza sobre la superficie opuesta del GO al TiO₂, confirmando así la habilidad del GO para transportar electrones a través de su plano. La reducción, controlada por iluminación, de los iones de plata, permite, a partir de la selección simple del tamaño de partícula y de su concentración, que estas películas semiconductor-grafeno-metal (SGM) sean ideales para la catálisis tradicional y para su uso como sensores. Las pruebas iniciales de las películas SGM como sensores Raman resonantes incrementados por superficie (SERRS) muestran incrementos significativos en la señal de detección de moléculas, permitiendo la detección de concentraciones nanomolares.

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jz3004206