Химикам удалось получить двумерную пленку из двух разных материалов

N+1Наука

Химики остановили миграцию ионов в перовските

Наталия Самойлова

Enzheng Shi et al. / Nature, 2020

Химикам впервые удалось получить двумерную прямоугольную пленку из двух разных перовскитных материалов. Центральная область состоит из одного перовскита, а обрамление шириной в один микрон — из другого, причем граница между ними очень четкая, с почти атомарным разрешением. Для того, чтобы стабилизировать границу между двумя материалами, ученые затормозили миграцию галогенид-ионов в перовските, с помощью слоя битиофенилэтиламмония. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Полупроводниковые свинцово-галогенидные материалы со структурой перовскита — восходящая звезда современной электроники. Эти материалы дешевы, просты в получении (можно получать растворными методами) и при этом сочетают в себе несколько полезных свойств: высокие коэффициенты поглощения, толерантность к дефектам и большие времена жизни носителя заряда. Эффективность перовскитных солнечных элементов всего за десять лет поднялась с 3,8 до 25,2 процентов, также на их основе изготавливают люминесцентные светоизлучающие диоды и фотодетекторы. В настоящее время ученые работают над повышением стабильности перовскитов: пока она недостаточна для выхода на рынок.

Кристаллическая решетка перовскитного c формулой APbX3 (Pb — свинец, X — галогенид-ион, как правило иодид или бромид) состоит из соединенных вершинами октаэдров PbX6, между слоями которых расположены крупные А-катионы: цезий или органические производные аммония — метиламмоний или формамидиний. Недавно ученые научились получать изолированные слои этого материала — так называемые двумерные или 2D-перовскиты (здесь можно провести аналогию со слоистым графитом и его 2D-формой — графеном). В 2D-перовските часть А-катионов заменяют на более объемные катионы (чаще всего это тоже производные аммония с длинными разветвленными «хвостами»), которые формируют разделяющий слой, в результате материал имеет структуру сэндвича — слой октаэдров PbX6 располагается между двумя слоями органических катионов. Траснспортные свойства (время жизни и длина пробега носителся заряда), а также квантовый выход люминесценции у двумерных перовскитов даже лучше, чем у стандартных трехмерных, поэтому эти материалы очень перспективны для создания фотодетекторов и другой оптоэлектроники.

Двумерный материал можно собрать и из нескольких перовскитов разного состава. Такие двойные или тройные материалы (гетероструктуры) делятся на вертикальные и латеральныме. В вертикальных гетеростуктурах чередуются слои разного состава, например, первый слой может состоять из свинцово-иодидных октаэдров PbI6, второй из производного аммония, а третий — из свинцов-бромидных октаэдров PbBr6. В латеральных гетероструктурах переход от одного состава к другому происходит в плоскости одного слоя — но они обязательно должны быть четко отделены от друга, иначе получится не гетероструктура, а просто смешанный материал. Комбинируя разные составы перовскитов, можно получать материал с желаемыми оптическими и транспортными характеристиками, поэтому такие структуры представляют для ученых и инженеров особый интерес. Впрочем, на практике с их синтезом пока что есть трудности — и особенно это касается латеральных структур. Дело опять в недостаточной стабильности перовскитов: например, в них происходит процесс миграции галогенид-ионов из одной области в другую, в результате на границах двух областей формируются переходные

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

«Следы войны с нами до сих пор» «Следы войны с нами до сих пор»

С демографической точки зрения Великая Отечественная не закончена

Огонёк
Гениальное советское такси, которое не оценили Гениальное советское такси, которое не оценили

История такси ВНИИТЭ-ПТ

Maxim
Фильмы, которые должны были получить «Оскары» в последние 10 лет и не получили Фильмы, которые должны были получить «Оскары» в последние 10 лет и не получили

«Оскар» в категории «Лучший фильм» всё время уходит не по адресу

Maxim
Счастье после сорока. Сложный путь Ирины Гриневой Счастье после сорока. Сложный путь Ирины Гриневой

Как сложилась личная жизнь актрисы Ирины Гриневой

Cosmopolitan
«Сестра четырех». Отрывок из пьесы Евгения Водолазкина про карантин «Сестра четырех». Отрывок из пьесы Евгения Водолазкина про карантин

Фрагмент из «Сестры четырех» — ироничной и абсурдной пьесы

Forbes
«А нам все равно!»: кто рад карантину «А нам все равно!»: кто рад карантину

Кто-то на карантине сходит с ума, а кому-то хорошо и взаперт

Psychologies
Говорите мне «ты», мне всего пятьдесят!: колонка о том, станем ли мы бессмертными (в будущем) Говорите мне «ты», мне всего пятьдесят!: колонка о том, станем ли мы бессмертными (в будущем)

Размышления о том, каким будет будущее людей

Esquire
Что такое сильные решения и почему за риски полагается награда Что такое сильные решения и почему за риски полагается награда

Отрывок из книги о компаниях нового поколения —  «единорогах»

СНОБ
Запретный маникюр: хозяйки салонов красоты об убытках из-за простоя, подпольной работе и ценах после пандемии Запретный маникюр: хозяйки салонов красоты об убытках из-за простоя, подпольной работе и ценах после пандемии

Основательницы салонов красоты рассказали, как они зарабатывают в изоляции

Forbes
Mercedes-Benz GLK. И пусть вам повезёт! Mercedes-Benz GLK. И пусть вам повезёт!

Компактный, комфортный, надёжный, относительно простой и недорогой

4x4 Club
Как в России планировали бороться с пьянством, но вместо этого боролись с трезвостью Как в России планировали бороться с пьянством, но вместо этого боролись с трезвостью

Краткая история отношений государства с водкой

Weekend
Правила жизни Роберта Земекиса Правила жизни Роберта Земекиса

Правила жизни режиссера «Назад в будущее»

Esquire
Вы уволены. Как сохранить силу духа и почему аргумент «просто нет работы» не принимается Вы уволены. Как сохранить силу духа и почему аргумент «просто нет работы» не принимается

Какие ошибки не стоит совершать при поиске новой работы

Forbes
3 упражнения, чтобы быстро снять эмоциональное напряжение 3 упражнения, чтобы быстро снять эмоциональное напряжение

Как справиться с напряжением, работая с телом у себя дома?

Psychologies
Главные сериалы лета — о женщинах, которые ловят маньяков, раскрывают заговоры и убивают неверных мужей Главные сериалы лета — о женщинах, которые ловят маньяков, раскрывают заговоры и убивают неверных мужей

Этим летом выйдут сразу несколько сериалов о сильных и ярких женщинах

Forbes
«Это адское испытание»: Леонид Парфенов и Павел Лунгин о пандемии, разоблачении власти и шансе для талантливых «Это адское испытание»: Леонид Парфенов и Павел Лунгин о пандемии, разоблачении власти и шансе для талантливых

Каким будет мир после карантина?

Forbes
Правила жизни Иосифа Бродского Правила жизни Иосифа Бродского

Поэт, лауреат Нобелевской премии, умер 28 января 1996 года в Нью-Йорке

Esquire
Что читать на выходных: отрывок из книги Тома Поллока «Белый кролик, красный волк», которая понравится и взрослым, и подросткам Что читать на выходных: отрывок из книги Тома Поллока «Белый кролик, красный волк», которая понравится и взрослым, и подросткам

Фрагмент «Белого кролика, красного волка» — светлой истории с налётом триллера

Esquire
20 лучших ролей Брэда Питта (в порядке возрастания восторга) 20 лучших ролей Брэда Питта (в порядке возрастания восторга)

Даже неудачные роли Питта язык не поворачивается назвать неудачными

Esquire
Лана Дель Рей Лана Дель Рей

Правила жизни Ланы Дель Рей

Esquire
«Нет» значит «нет»: почему мужчинам не нравятся наши прямые ответы «Нет» значит «нет»: почему мужчинам не нравятся наши прямые ответы

Почему мужчинам не хочется слышать от женщин прямые ответы

Cosmopolitan
#инструктаж: как правильно питаться на карантине #инструктаж: как правильно питаться на карантине

Как перестать много есть и начать готовить дома полезные блюда

РБК
Траурный марш. Батька празднует Победу Траурный марш. Батька празднует Победу

Это прежде всего политический трюк — широко разрекламированный парад в Минске

СНОБ
Предчувствие жизни: «Нормальные люди» Салли Руни в книге и на экране Предчувствие жизни: «Нормальные люди» Салли Руни в книге и на экране

«Нормальные люди»: стоит не только посмотреть сериал, но и прочитать книгу

РБК
«Я без тебя умру»: 10 признаков созависимости «Я без тебя умру»: 10 признаков созависимости

Что поможет противостоять «психологическому хищнику»

Psychologies
Как ведут себя мужчины у косметолога и на маникюре Как ведут себя мужчины у косметолога и на маникюре

Среди клиентов косметологов прибавилось представителей противоположного пола

Psychologies
Мощные и изящные: 10 легендарных американских маслкаров Мощные и изящные: 10 легендарных американских маслкаров

Немногие автомобили превосходят маслкары по сочетанию красоты и мощи

Популярная механика
«С тобой так хорошо» и еще 10 фраз, которые важно говорить близким «С тобой так хорошо» и еще 10 фраз, которые важно говорить близким

Не секрет, что маленькие слова обладают огромной силой

Psychologies
Тогда и сейчас: как выглядят самые крепкие голливудские пары Тогда и сейчас: как выглядят самые крепкие голливудские пары

Они повстречали друг друга в молодости и с тех пор не расставались

Cosmopolitan
Далеко не первая Далеко не первая

Если ты выбрала «мужчину с прошлым», в браке будет маячить призрак его бывшей

Cosmopolitan
Открыть в приложении