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

«Суператлет, как Роналду»: как Овечкин стал главной маркетинговой звездой мирового хоккея «Суператлет, как Роналду»: как Овечкин стал главной маркетинговой звездой мирового хоккея

Овечкин входит в рейтинг самых высокооплачиваемых российских спортсменов 2010-х

Forbes
По сравнению со «сверстниками» Солнце оказалось намного слабее По сравнению со «сверстниками» Солнце оказалось намного слабее

Исследования показывают, что мы не так уж и хорошо знаем нашу собственную звезду

Популярная механика
Как выбрать карту памяти для смартфона и другой техники Как выбрать карту памяти для смартфона и другой техники

Выбрать карту памяти сегодня гораздо проще, чем лет 10 назад

CHIP
Почему человек спит: таинственный механизм Почему человек спит: таинственный механизм

Как мозг заставляет человека пролежать почти без движения семь и более часов?

Популярная механика
Неподдельная красота: как выглядели жены советских хоккеистов Неподдельная красота: как выглядели жены советских хоккеистов

Жены советских хоккеистов: внешне хрупкие, но с огромной внутренней силой

Cosmopolitan
Творческая единица Творческая единица

У американской художницы Элайзы Дуглас есть что показать миру

Vogue
Кайф и трепет в кондитерском искусстве Кайф и трепет в кондитерском искусстве

Валерия Сидорова — шеф-кондитер ресторана White Rabbit

Bones
Как пережить разлуку с семьей из-за закрытия границ Как пережить разлуку с семьей из-за закрытия границ

Как наименее болезненно пережить период разлуки с близкими?

Psychologies
Новые простые Новые простые

Ксения Рождественская об американских демократах в фильме «Снести Большой дом»

Weekend
Антивирус: жизнь после карантина Антивирус: жизнь после карантина

Как привыкнуть к новым реалиям и сохранить психическое здоровье

Cosmopolitan
Вот 20 человек, которые могут взять Марка Цукерберга под контроль Вот 20 человек, которые могут взять Марка Цукерберга под контроль

В Facebook появится новый контролирующий совет

GQ
Пылинка могла сделать MacBook бесполезным: зачем Apple создала клавиатуру-«бабочку» и почему отказалась от неё Пылинка могла сделать MacBook бесполезным: зачем Apple создала клавиатуру-«бабочку» и почему отказалась от неё

«Бабочка» запомнится одним из серьёзных провалов Apple последних лет

VC.RU
«В тени человека»: посол мира ООН о том, как изучение обезьян помогло лучше узнать людей «В тени человека»: посол мира ООН о том, как изучение обезьян помогло лучше узнать людей

Отрывок из книги британской исследовательницы Джейн Гудолл

Forbes
Дмитрий Михайлов: Почему тема Великой Отечественной войны стала главной в культурной политике государства Дмитрий Михайлов: Почему тема Великой Отечественной войны стала главной в культурной политике государства

У обращения к теме Великой Отечественной войны есть своя политическая логика

СНОБ
«Пить не перестанут». Как виноделы по всему миру ищут способы пережить кризис и пандемию «Пить не перестанут». Как виноделы по всему миру ищут способы пережить кризис и пандемию

Как винная индустрия подстраивается под новую реальностью

Forbes
Механики объяснили необязательность лесов при строительстве восьмиугольных куполов Механики объяснили необязательность лесов при строительстве восьмиугольных куполов

Как итальянским зодчим удавалось возводить купола без строительных лесов

N+1
12 отличных сериалов Hulu, которые стоит посмотреть 12 отличных сериалов Hulu, которые стоит посмотреть

Успех "Рассказа служанки" возвел студию Hulu в ранг больших стриминг-игроков

Esquire
10 попыток создать идеальный универсальный язык 10 попыток создать идеальный универсальный язык

Почему человечество не может создать универсальный язык, понятный всем

Популярная механика
Не только Агутин. Кого любила Анжелика Варум? Не только Агутин. Кого любила Анжелика Варум?

До счастливого брака певица Анжелика Варум уже была в официальных отношениях.

Cosmopolitan
Рынoк на $9 млрд: почему люди вкладывают деньги в дома престарелых Рынoк на $9 млрд: почему люди вкладывают деньги в дома престарелых

Инвестиции в недвижимость для пожилых людей в Европе можно назвать удачными

Forbes
15 лучших сериалов 2017 года 15 лучших сериалов 2017 года

Когда хочется включить что-то проверенное временем

Esquire
10 причин не любить Джима Джармуша 10 причин не любить Джима Джармуша

Следуя заповеди «Не сотвори себе кумира», узнаем Джима Джармуша поближе

Esquire
Еще 10 тайных сюрпризов в фильмах, которые ты мог не заметить Еще 10 тайных сюрпризов в фильмах, которые ты мог не заметить

Фильмы — старые, но пасхалки в них все еще смотрятся свежо

Maxim
Правила жизни Алексея Балабанова Правила жизни Алексея Балабанова

Правила жизни режиссера фильмов «Брат» и «Брат 2»

Esquire
«Дуров пытается прикарманить $500 млн»: инвесторы получили кредитный договор от Telegram и остались недовольны «Дуров пытается прикарманить $500 млн»: инвесторы получили кредитный договор от Telegram и остались недовольны

Проект кредитного соглашения для инвесторов в Gram не предусматривает залогов

Forbes
Вокруг Москвы за один день: 5 идеальных маршрутов для короткого путешествия за город Вокруг Москвы за один день: 5 идеальных маршрутов для короткого путешествия за город

Неожиданные маршруты для короткой однодневной вылазки за свежим воздухом

Forbes
Программа на восстановление Программа на восстановление

Как восстановить потерянный бьюти-баланс?

Здоровье
Как Наоми Осака стала самой высокооплачиваемой спортсменкой в истории и обогнала Шарапову Как Наоми Осака стала самой высокооплачиваемой спортсменкой в истории и обогнала Шарапову

Как Наоми Осака заработала $37 млн, побив рекорд Марии Шараповой

Forbes
Чтение выходного дня: новый роман лауреата Букера Джулиана Барнса о жизни Самуэля Поцци — гениального гинеколога и невыносимого бабника Чтение выходного дня: новый роман лауреата Букера Джулиана Барнса о жизни Самуэля Поцци — гениального гинеколога и невыносимого бабника

Фрагмент романа Джулиана Барнса «Портрет мужчины в красном»

Esquire
Как сжечь калории дома: 10 приятных способов Как сжечь калории дома: 10 приятных способов

Сбросить пару лишних килограммов можно не только во время занятий спортом

РБК
Открыть в приложении