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
Связать и измерить Связать и измерить

Квантовые технологии обладают огромным потенциалом

N+1
«В свой Олифан трубит Роланд с трудом…» «В свой Олифан трубит Роланд с трудом…»

Призыв стал последним, что король услышал от своего верного паладина

Дилетант
От Кегресса до От Кегресса до

Примеры, которые позволяют с гордостью говорить о машинах нашей страны

Популярная механика
Девушка Мороз Девушка Мороз

Короткая платиновая стрижка, точеные скулы, шрам, похожий на иероглиф

Esquire
Откуда взялся миф, что женщины моногамны, – объясняет сексолог Откуда взялся миф, что женщины моногамны, – объясняет сексолог

Полигамная женщина – особа с низкой социальной ответственностью

Cosmopolitan
Двумерный парамагнетик стал двухслойным ферромагнетиком Двумерный парамагнетик стал двухслойным ферромагнетиком

Новые материалы станут основой для спинтронных устройств

N+1
Поучитесь стилю вестерн у главного голливудского ковбоя Поучитесь стилю вестерн у главного голливудского ковбоя

Джон Уэйн гордо носил шляпу на экране, а мы советуем повторять за ним в жизни

GQ
«Доходы ниже прожиточного минимума»: Пашу об убытках Black Star из-за кризиса, клипе про Москву и уходе Егора Крида «Доходы ниже прожиточного минимума»: Пашу об убытках Black Star из-за кризиса, клипе про Москву и уходе Егора Крида

Павел «Пашу» Курьянов о том, почему онлайн не спасет концертный бизнес?

Forbes
Как человеческая агрессия стала частью театра и перформанса Как человеческая агрессия стала частью театра и перформанса

В мае выходит книга Ричарда Шехнера «Теория перформанса»

Esquire
День рождения: 10 интересных фактов об этом празднике День рождения: 10 интересных фактов об этом празднике

Загадки и тайны дня рождения

Psychologies
Инженер предложил подстеречь межзвездный астероид группой кубсатов с солнечным парусом Инженер предложил подстеречь межзвездный астероид группой кубсатов с солнечным парусом

Изучение космических объектов при помощи группы кубсатов с солнечным парусом

N+1
«Я приду плюнуть на ваши мобилы»: история поселения на северо-востоке США, где запрещены вышки сотовой связи и Wi-Fi «Я приду плюнуть на ваши мобилы»: история поселения на северо-востоке США, где запрещены вышки сотовой связи и Wi-Fi

Здесь нашли убежище люди, страдающие электромагнитной сверхчувствительностью

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
Домашняя работа: что полезного для здоровья можно сделать на самоизоляции Домашняя работа: что полезного для здоровья можно сделать на самоизоляции

Несколько действенных способов выйти из карантина в отличном состоянии

Esquire
10 необычных психических расстройств 10 необычных психических расстройств

За странностями в поведении может скрываться вполне реальный диагноз

Популярная механика
Материаловеды сделали электрохимический глаз с сетчаткой из нанонитей перовскита Материаловеды сделали электрохимический глаз с сетчаткой из нанонитей перовскита

Разрешающая способность искусственного глаза выше, чем у человеческого

N+1
Александр Дворкин: Унесенный Эрманом. Какая книга заставила священника Усатова отречься от веры Александр Дворкин: Унесенный Эрманом. Какая книга заставила священника Усатова отречься от веры

Монолог бывшего священника, в котором он объясняет мотивы своего отказа от сана

СНОБ
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
В поисках идеала В поисках идеала

Как найти работу, которая не только приносит доход, но и радость?

Лиза
Добавить света, зелени и красоты: как быстро сделать дом уютным Добавить света, зелени и красоты: как быстро сделать дом уютным

Как можно быстро и без больших вложений обновить ваше жилье

Forbes
Сотрудничество с друзьями помогло макакам снизить стресс Сотрудничество с друзьями помогло макакам снизить стресс

Уровень кортизола у макак снижается, если они находятся рядом с сородичем

N+1
От обрушения рынка ипотеки сильнее всех пострадали Альфа-банк и ВТБ От обрушения рынка ипотеки сильнее всех пострадали Альфа-банк и ВТБ

Рынок ипотеки в апреле рухнул почти на треть

Forbes
Без контакта Без контакта

Что нужно знать о бесконтактной доставке?

Лиза
Как начать знакомство с постклассической музыкой Как начать знакомство с постклассической музыкой

Пианист Дмитрий Селипанов о том, как полюбить неоклассику

GQ
Сеть поддельных клиентов и фальшивый сотрудник: WSJ разобрала обман инвесторов «китайского Starbucks» Luckin Coffee Сеть поддельных клиентов и фальшивый сотрудник: WSJ разобрала обман инвесторов «китайского Starbucks» Luckin Coffee

Конкурент Starbucks в Китае претендовал на звание технологической кофейни

VC.RU
Победа телевидения над онлайном: как бизнес стимулирует продажи во время эпидемии Победа телевидения над онлайном: как бизнес стимулирует продажи во время эпидемии

Что происходит с рекламным рынком во время каратина и экономического спада?

Forbes
Спокойствие, только спокойствие: управляем своим состоянием с помощью дыхания Спокойствие, только спокойствие: управляем своим состоянием с помощью дыхания

Сохранение спокойствия очень важно для психического и физического благополучия

Cosmopolitan
Замечания по адресу Замечания по адресу

Какую роль играет адрес в жизни человека, здания или учреждения

Forbes
Два юбилея. 100 лет Suzuki и 50 - её внедорожникам Два юбилея. 100 лет Suzuki и 50 - её внедорожникам

В этом году компания Suzuki отмечает столетний юбилей

4x4 Club
Открыть в приложении