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
Чем полезен чеснок для мужчин: 9 зачетных эффектов для твоего здоровья Чем полезен чеснок для мужчин: 9 зачетных эффектов для твоего здоровья

Настоящий суперпродукт!

Playboy
В путь зовет кино В путь зовет кино

В каких странах можно побывать с помощью фильмов?

Лиза
12 сюрпризов, спрятанных в известных фильмах 12 сюрпризов, спрятанных в известных фильмах

У тебя появился серьезный повод пересмотреть любимые фильмы по 15-му разу!

Maxim
«Битва экстрасенсов»: топ-7 самых странно одетых участников шоу «Битва экстрасенсов»: топ-7 самых странно одетых участников шоу

Собрали для тебя топ-7 главных стиляг программы «Битвы экстрасенсов»

Cosmopolitan
Герой без маски Герой без маски

Карантинную историю с актером Леонидом Бичевиным мы сняли в режиме самоизоляции

OK!
Как пропадают из нашей жизни целые явления Как пропадают из нашей жизни целые явления

Как из жизни пропадают целые явления, а мы этого даже не замечаем

GQ
Сверхтяжёлый трофей: танк, ни разу не вступивший в бой Сверхтяжёлый трофей: танк, ни разу не вступивший в бой

Немецкий танк Pz.Kpfw. Maus оставил заметный след в истории танкостроения

Популярная механика
«Польские земли под властью Петербурга: oт Венского конгресса до Первой мировой» «Польские земли под властью Петербурга: oт Венского конгресса до Первой мировой»

Варшава около 1900 года: гибель оккупированного города или рождение мегаполиса?

N+1
Тихий убийца отношений и два способа его победить Тихий убийца отношений и два способа его победить

Рутина — убийца отношений, которого мы замечаем слишком поздно

Psychologies
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
Деревянко, Высоцкая, Виторган и другие — о карантине и приметах времени Деревянко, Высоцкая, Виторган и другие — о карантине и приметах времени

Филиппенко, Деревянко, Виторган и Высоцкая — как они проводят время

РБК
Арктика гипотеза «метановой катастрофы» Арктика гипотеза «метановой катастрофы»

В Арктике происходят климатические изменения, влияющие на всю планету

Наука и жизнь
Альбер Камю Альбер Камю

Статья про французского экзистенциалиста (1913–1960)

Дилетант
Гор Нахапетян: Чего смешного? Зачем нам нужно чувство юмора, когда рушится мир Гор Нахапетян: Чего смешного? Зачем нам нужно чувство юмора, когда рушится мир

Гор Нахапетян рассказывает, зачем нам нужен «смех во время чумы»

СНОБ
Полет на высоте: истории, рассказанные стюардессами и пилотами Полет на высоте: истории, рассказанные стюардессами и пилотами

Самые интересные истории о том, что происходит на борту самолета

Esquire
Английский не нужен: как обманывают себя россияне, когда начинают учить иностранный язык Английский не нужен: как обманывают себя россияне, когда начинают учить иностранный язык

Россияне учат английский, чтобы лучше выглядеть в собственных глазах

Forbes
Кристина Орбакайте: три героя её романа Кристина Орбакайте: три героя её романа

Дочери Примадонны удалось стать успешной артисткой и найти настоящую любовь

Cosmopolitan
Ким Шрёдингера. Почему важна судьба лидера Северной Кореи Ким Шрёдингера. Почему важна судьба лидера Северной Кореи

Кому действительно важна судьба лидера Северной Кореи

Forbes
Изменение климата сократило ареал летнего размножения мигрирующих видов птиц Изменение климата сократило ареал летнего размножения мигрирующих видов птиц

Распределение птиц, которые улетают зимовать в Америку, уменьшилось

N+1
Проявить внимание Проявить внимание

Снимки, сделанные в СССР и России с конца 1940-х до наших дней

Esquire
Поток метана от арктических морей: Взгляд из космоса Поток метана от арктических морей: Взгляд из космоса

Какова роль метана в потеплении Арктики?

Наука и жизнь
7 растений, которые нужно удобрять яичной скорлупой 7 растений, которые нужно удобрять яичной скорлупой

Не все домашние и садовые растения предпочитают яичную скорлупу

Cosmopolitan
Разрушая стереотипы. Как женщины в Абу-Даби руководят социальным сектором и наукой Разрушая стереотипы. Как женщины в Абу-Даби руководят социальным сектором и наукой

Женщины-главы крупных государственных департаментов Абу-Даби об их работе

Forbes
7 самых обязательных фильмов с Клинтом Иствудом 7 самых обязательных фильмов с Клинтом Иствудом

31 мая любого года мы все отпразднуем день рождения Клинт Иствуда

Maxim
Выхода нет: 4 самые неприступные тюрьмы мира Выхода нет: 4 самые неприступные тюрьмы мира

Тюрьмы супермаксимальной безопасности, из которых невозможно сбежать

Maxim
Оральные контрацептивы и гормон любви - какова связь Оральные контрацептивы и гормон любви - какова связь

Как влияют на эмоции женщины противозачаточные таблетки?

Популярная механика
Пилот разбившегося “Суперджета” обвинил самолет в катастрофе Пилот разбившегося “Суперджета” обвинил самолет в катастрофе

Пилот трагично известного "Суперджета" рассказал подробности произошедшего

Популярная механика
Окончательная победа США: как Россия безнадежно отстала от Америки в космической гонке Окончательная победа США: как Россия безнадежно отстала от Америки в космической гонке

Запуск Crew Dragon знаменует начало века Pax Americana в космосе

Forbes
Гантимуровы Гантимуровы

Род Гантимуровых резко выделяется на фоне других княжеских фамилий России

Дилетант
Открыть в приложении