现在看来运用光电化学来将光能转移到化学键已经变为可能了。例如，通过把水分解成氢气和氧气。这项工作已经被Fujishima和Honda发表了。为了获得可能最高的效率，人们需要半导光吸收器件提供足够的能量携带能力去催化产生氢气和氧气。对于保护半导体不被酸和碱腐蚀，在表面涂一层保护膜是十分有必要的。对电子携带动力学在复杂表面上的直接实验观察是一个优化的必要条件，同时也是一个主要的挑战。在这一期号的1061页，Yang展示了如何用光反射色谱仪去表征携带动力学和电场在半导体表面的信息。

最近，对一系列材料的理论计算显示了寻找能够不借助保护层系统就可以完成连续工作的半导体材料是十分困难的。光吸收器件可以满足去掉保护层的需求，因为稳定性可以由比较薄的透明的能够从电解质中隔离吸收材料的半导体层提供（二氧化钛或者氧化镍）。这个保护层同时也可以使半导体吸收层和保护层的夹层形成异结质，同时这一层对隙带的排列和电荷携带动力学是十分重要的。换句话说，光导电子或空穴一定要有效果的在从吸收层到催化层中间的保护层传输，能后最终到达电解质所在的氧化还原反应层。

Yang通过运用光驱动仪和150fs的激光波去查询携带动力。短波长泵所激发的激光在半导体表面建造了电子和空穴。一个延迟的宽带探针激光测量了能量反射和延迟时间的图谱。反射的变化主要是由能带的填充（携带子的占有）和电场导致的Franz-Keldysh效应所导致的。根据Kramers-Kronig关系，这两个效应都改变了吸收材料的电解质功能。

Yang测量了3种p型磷化镓铟系列材料：普通型，有着铂的肖特基样品和有着二氧化钛保护层的样品。他们观察到了3种本质上不同的反应。普通样品伴有着饱和带相关的动力学吸收变化。这种变化会随着时间而猝灭，主要是由于诱捕效应。肖特基样品没有显示出这种现象，因为电荷分离时间快于150fs。

也就是说，光导电子会很快的传导到铂或者二氧化钛上。由携带子分离产生的两极电场导致了很强的Franz-Keldysh有关的特性。我们可以通过这些特性推断出统计电场和动力学。这个现象使得GaINP2/TiO2样品要比GaInP2/Pt高一个数量级，因为携带子的分离有所提高。

对含有厚度为0.5到35纳米二氧化钛的GaInP2/TiO2样品展示出猝灭时间随着厚度的增加而增加。这是因为电荷分离因为重新组合的降低而有所升高。Yang测量了没有电解质状态下地样品，但是在相关的波长区域，电解质有着很高的透明性。因此，测量可以在温和状态下操作，当气泡的形成可以忽略不计时。这样的测量是十分重要的，因为对于一些保护层来说，电荷转移的机制还不是十分的清楚，比如二氧化钛对光负极的保护。

 Yang提出的测量在吸收和保护层的电荷分离可以加快有着很好表现得光电极保护的发展，同时也可以跟好的催化剂联系在一起。形成氢气的有效催化剂可以是地球上丰富的硫化钼甚至铂，这些材料最近已经展示出了可扩大性。对于已知的形成氧气的催化剂目前还没有非常好的材料。因为这些无极催化剂很难被被扩大，因此进展十分缓慢。不管怎样，一些最好的催化材料例如铁处理氧化镍，可以作为有效的催化层和保护层。

新材料在线编译整理——翻译：王昊天     校正：摩天轮