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

Правой, левой: в чем разница между левшой и правшой Правой, левой: в чем разница между левшой и правшой

Стереотипы, связанные с преобладанием левого или правого полушария, сохраняются

Популярная механика
10 антитрендовых дизайнерских решений, которые мы всё равно любим 10 антитрендовых дизайнерских решений, которые мы всё равно любим

В дизайне интерьеров тоже есть тренды и антитренды

Cosmopolitan
Программа на восстановление Программа на восстановление

Как восстановить потерянный бьюти-баланс?

Здоровье
Как правильно смотреть телевизор: советы экспертов Как правильно смотреть телевизор: советы экспертов

Мы разобрались, как правильно смотреть телевизор

CHIP
Одна вокруг света на карантине: перестрелка, конвой и пакистанская свадьба Одна вокруг света на карантине: перестрелка, конвой и пакистанская свадьба

71-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко и ее собаки

Forbes
Мухаммед Али против Джорджа Формана: как прошел величайший поединок в истории бокса Мухаммед Али против Джорджа Формана: как прошел величайший поединок в истории бокса

Отрывок из книги Нормана Мейлера "Грохот в джунглях"

Esquire
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
Золото с края земли: как единственный в списке Forbes бизнесмен с Колымы стал обладателем состояния в сотни миллионов долларов Золото с края земли: как единственный в списке Forbes бизнесмен с Колымы стал обладателем состояния в сотни миллионов долларов

Как Владимир Христов спас магаданскую компанию «Сусуманзолото» в 1990-х

Forbes
МинФин МинФин

Как живет самая молодая в мире женщина-премьер

Tatler
Одна вокруг света в карантине. Воспоминания об иранском гостеприимстве и любви к русским Одна вокруг света в карантине. Воспоминания об иранском гостеприимстве и любви к русским

Ирина Сидоренко продолжает вспоминать свои недавние приключения

Forbes
Как сказать «нет» и не испортить отношения Как сказать «нет» и не испортить отношения

Как мягко, но эффективно защитить свои интересы?

Psychologies
От дьяволицы до королевы: всё о прямолинейной и талантливой Кейт Бланшетт От дьяволицы до королевы: всё о прямолинейной и талантливой Кейт Бланшетт

Вспоминаем интересные детали биографии Кейт Бланшетт

Cosmopolitan
Сильный и мертвый: какова связь между обязанностью мужчины быть сильным и количеством самоубийств Сильный и мертвый: какова связь между обязанностью мужчины быть сильным и количеством самоубийств

Общество должно разрешить мужчинам быть слабыми

Esquire
Хирургические операции “на удаленке”: возможно ли это? Хирургические операции “на удаленке”: возможно ли это?

Роботические руки позволяют хирургам проводить дистанционные операции

Популярная механика
Сели на шею Сели на шею

Как сохранить молодость шеи и убрать некрасивую «холку» и возрастные «кольца»

Лиза
Пора освободить шкаф: как правильно убрать на хранение зимние вещи Пора освободить шкаф: как правильно убрать на хранение зимние вещи

Краткая памятка по правильной ревизии гардероба на предмет сезонной одежды

Esquire
Memento Vivere Memento Vivere

Фантастический рассказ о странном пациенте Крисе

Наука и жизнь
Сгубила красота: звезды, которым идеальное тело стоило жизни Сгубила красота: звезды, которым идеальное тело стоило жизни

Эти девушки стали жертвами жестких стандартов красоты

Cosmopolitan
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
10 шагов к пониманию Дэвида Линча 10 шагов к пониманию Дэвида Линча

Разбираемся, как понимать пресловутую линчевскую иносказательность

Esquire
Наследие Ким Чен Ына: за что диктатора любят в Северной Корее Наследие Ким Чен Ына: за что диктатора любят в Северной Корее

Почему у северокорейского диктатора есть все шансы встретить спокойную старость

РБК
Медитативное погружение в помидор Медитативное погружение в помидор

Как приготовить блюдо, которое ошеломит гостя и вызовет у него восторженный шок?

Bones
Лучшие фильмы про лето Лучшие фильмы про лето

Лучшие фильмы о лете согреют тебя в мороз, утешат в холода и вылечат в стужу

Maxim
Разрушительная скупость. Как подготовка к затяжному кризису делает этот кризис затяжным Разрушительная скупость. Как подготовка к затяжному кризису делает этот кризис затяжным

Драматическое сокращение спроса в экономике

СНОБ
Елизавета Боярская: «Сидеть дома с мужем и детьми – это счастье» Елизавета Боярская: «Сидеть дома с мужем и детьми – это счастье»

Прогулка по весеннему Петербургу с Елизаветой Боярской – чем не план на выходные

Grazia
Гигантский прыжок космического капитализма: что значит для бизнеса отправка астронавтов Илоном Маском Гигантский прыжок космического капитализма: что значит для бизнеса отправка астронавтов Илоном Маском

Миссия SpaceX — важный символ победы частного капитала

Forbes
7 привычек собак и что они означают 7 привычек собак и что они означают

Так вот что собака имела ввиду, сказав «Мяу»

Maxim
Одинокие женщины из Великого Новгорода — о своем идеале мужчины. Фотопроект Одинокие женщины из Великого Новгорода — о своем идеале мужчины. Фотопроект

Женщины составили «фоторобот» своего идеального партнера

Esquire
«Брэду Питту мы уже написали»: как инстаграм «Сказки на дому» за месяц превратился в международный проект с инвесторами «Брэду Питту мы уже написали»: как инстаграм «Сказки на дому» за месяц превратился в международный проект с инвесторами

Создатель «Сказки на дому» — о том, как искал команду, деньги и чтецов

Forbes
Летучие мыши и приматы оказались самыми стойкими к опьянению зверями Летучие мыши и приматы оказались самыми стойкими к опьянению зверями

Эффективнее всего перерабатывают алкоголь приматы и рукокрылые

N+1
Открыть в приложении