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

На Луне нашли неожиданно много улетучивающегося углерода На Луне нашли неожиданно много улетучивающегося углерода

На Луне обнаружено нечто действительно странное

Популярная механика
В Тоскане В Тоскане

Вилла во Фьезоле, которая покорила заказчиков видами

SALON-Interior
Юстиниан Великий и Великая чума Юстиниан Великий и Великая чума

Император, который мечтал о возрождении империи, но проиграл чумной палочке

Дилетант
Кристофер Мискья и его машина, которая сама себя отключает Кристофер Мискья и его машина, которая сама себя отключает

Норвежец Кристофер Мискья – инженер до мозга костей

Популярная механика
Сил моих больше нет! Сил моих больше нет!

Что делать, если дети доводят тебя до белого каления

Лиза
Юрий Анненков. Вкус жизни Юрий Анненков. Вкус жизни

Три страсти безраздельно владели Юрием Анненковым

Караван историй
Помнить все. Что такое эмоциональные труд Помнить все. Что такое эмоциональные труд

Почему-то эмоциональное обслуживание в семьях всегда ложится на плечи женщин

СНОБ
«Мы устали сидеть дома»: вернутся ли сотрудники в офисы после пандемии «Мы устали сидеть дома»: вернутся ли сотрудники в офисы после пандемии

Как будет происходить возвращение сотрудников в офисы

Forbes
Загадка досуга. Почему мы ощущаем себя вечно занятыми и что с этим делать Загадка досуга. Почему мы ощущаем себя вечно занятыми и что с этим делать

Отрывок из книги «Эпоха долголетия»: грядет перестройка структуры времени

Forbes
4 причины, из-за которых мужчины избегают близких отношений 4 причины, из-за которых мужчины избегают близких отношений

Почему мужчины избегают ответственности, брака, признаний

Psychologies
Правила жизни Кэтрин Хепберн Правила жизни Кэтрин Хепберн

Правила жизни американской актрисы Кэтрин Хепберн

Esquire

Армия Кравченко должна была стать главной ударной силой в наступлении на Вену

Популярная механика
«Я заперлась в туалете, и тут раздался звук топора» «Я заперлась в туалете, и тут раздался звук топора»

Боитесь подать на развод, потому что уверены — вы не заслуживаете ничего лучше?

Psychologies
Пора включить мозг Пора включить мозг

Татьяна Черниговская объясняет, кого возьмут в будущее

Собака.ru

Аналитик рассказывает об экономических пузырях, которые обрушили мировые рынки

Esquire
Правила жизни Би Би Кинга Правила жизни Би Би Кинга

Правила жизни великого блюзмена Би Би Кинга

Esquire
Новый Renault Kaptur для России. Что изменилось? Новый Renault Kaptur для России. Что изменилось?

Обновления медиасистемы по воздуху, более удобная посадка и другие нововведения

РБК
Музыка древних: что слушали в Шумере и Древней Греции Музыка древних: что слушали в Шумере и Древней Греции

В европейской культуре есть три письменных источника

Популярная механика
Карен Уайт: Ночь, когда огни погасли Карен Уайт: Ночь, когда огни погасли

Отрывок из романа Карен Уайт «Ночь, когда огни погасли»

СНОБ
«Опыт и немного визионерства»: почему венчуру нужно избавляться от стереотипов и больше инвестировать в женщин «Опыт и немного визионерства»: почему венчуру нужно избавляться от стереотипов и больше инвестировать в женщин

Как гендерный дисбаланс мешает развитию инвестиций

Forbes
«Аттракцион щедрости на погибель стране»: как министр и его эксперт защищали бизнес от правительства «Аттракцион щедрости на погибель стране»: как министр и его эксперт защищали бизнес от правительства

Предложения группы либеральных экономистов по выходу из кризиса, раскритикованы

Forbes
Глицерин из электронных сигарет спровоцировал рост биопленок во рту Глицерин из электронных сигарет спровоцировал рост биопленок во рту

Биопленки от электронных сигарет вызывают воспалительные заболевания полости рта

N+1
От лошадей до Aurus: на чем принимали Парады Победы От лошадей до Aurus: на чем принимали Парады Победы

Вспоминаем историю торжественных автомобилей СССР и России

РБК
Улетели в историю: как SpaceX Илона Маска смогла обогнать «Роскосмос» так сильно и так быстро? Улетели в историю: как SpaceX Илона Маска смогла обогнать «Роскосмос» так сильно и так быстро?

Разбираемся, как запуск Crew Dragon может изменить всю космическую индустрию

Esquire
Все массовые вымирания в истории Земли связали с глобальным потеплением Все массовые вымирания в истории Земли связали с глобальным потеплением

Все массовые вымирания в истории Земли были связаны с глобальным потеплением

N+1
«К северу от 38-й параллели: Как живут в КНДР» «К северу от 38-й параллели: Как живут в КНДР»

Отрывок из книги «К северу от 38-й параллели: Как живут в КНДР» Андрея Ланькова

N+1
Раскрыта загадка таинственных средневековых безлунных полнолуний Раскрыта загадка таинственных средневековых безлунных полнолуний

Загадочные восходы полной Луны над горизонтом с последующим ее исчезновением

Популярная механика
«Страна имен. Как мы называем улицы, деревни и города в России» «Страна имен. Как мы называем улицы, деревни и города в России»

О чем нам могут рассказать российские топонимы

N+1
Светлая полоса: фальшивый номер газеты Светлая полоса: фальшивый номер газеты

Как советские журналисты придумали способ обойти государственную цензуру

Esquire
Главные коллекции XXI века Главные коллекции XXI века

Коллекции, которые могли бы войти в учебник истории моды XXI века

Weekend
Открыть в приложении