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

Пещерные львы навсегда расстались со своими собратьями полмиллиона лет назад Пещерные львы навсегда расстались со своими собратьями полмиллиона лет назад

Что показало масштабное исследование эволюции современных и вымерших львов

N+1
Предчувствие жизни: «Нормальные люди» Салли Руни в книге и на экране Предчувствие жизни: «Нормальные люди» Салли Руни в книге и на экране

«Нормальные люди»: стоит не только посмотреть сериал, но и прочитать книгу

РБК
«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
Карантин как повод для бунта Карантин как повод для бунта

В Российской империи попытки борьбы с эпидемиями могли быть для власти опасными

Дилетант
Как помойка станет парком Как помойка станет парком

Григорий Ревзин о городе будущего

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

Загадки и тайны дня рождения

Psychologies
Время есть: чем планируют питаться люди после конца света Время есть: чем планируют питаться люди после конца света

Чем будут питаться выжившие американцы в Армагеддоне?

Esquire
«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
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
Криптовалюты Telegram не будет — Павел Дуров закрыл проект TON Криптовалюты Telegram не будет — Павел Дуров закрыл проект TON

История TON привлекла много внимания не только со стороны рынка криптовалют

Популярная механика
Михаил Агранович. Милые, дорогие, любимые Михаил Агранович. Милые, дорогие, любимые

После съемок мы с Лидой не расставались

Караван историй
Спящая красавица Спящая красавица

Как ухаживать за кожей перед сном, чтобы хорошо выглядеть с утра?

Лиза
Ученые разошлись с политиками в прогнозах повышения уровня моря Ученые разошлись с политиками в прогнозах повышения уровня моря

Климатологи считают, что уровень моря повысится на 0,63-1,32 метра к 2100 году

N+1
Кавер-дуэт Queens: о стабильно «взрывных» песнях на любых корпоративах и раскрепощенных бюджетниках Кавер-дуэт Queens: о стабильно «взрывных» песнях на любых корпоративах и раскрепощенных бюджетниках

Интервью с солистками @girlsband.ru Татьяной и Анастасией

Playboy
Правила жизни Фрэнсиса Форда Копполы Правила жизни Фрэнсиса Форда Копполы

Правила жизни режиссера кинотрилогии «Крестный отец» Фрэнсиса Форда Копполы

Esquire
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
Штормгласс Фицроя: забытый метеорологический прибор XIX века Штормгласс Фицроя: забытый метеорологический прибор XIX века

Самый красивый метеорологический прибор, даже если он ничего не показывает

Популярная механика
Апокалипсис Дрездена: дуэли «ковровых бомбардировок» Апокалипсис Дрездена: дуэли «ковровых бомбардировок»

Одна из самых спорных и противоречивых военных операций Второй мировой

Популярная механика
Оральные контрацептивы и гормон любви - какова связь Оральные контрацептивы и гормон любви - какова связь

Как влияют на эмоции женщины противозачаточные таблетки?

Популярная механика
8 фильмов о странных и даже пугающих соседях 8 фильмов о странных и даже пугающих соседях

Порой соседи бывают настоящими монстрами – к счастью, только в кино

GQ
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
«Я без тебя умру»: 10 признаков созависимости «Я без тебя умру»: 10 признаков созависимости

Что поможет противостоять «психологическому хищнику»

Psychologies
Радиация перераспределила атомы в керамическом карбиде кремния Радиация перераспределила атомы в керамическом карбиде кремния

Ученые смогут точнее предсказывать воздействие радиации на свойства керамики

N+1
13 спорных сцен из фильмов: что возможно, а что выдумка 13 спорных сцен из фильмов: что возможно, а что выдумка

Можно ли провести бриллианты в гипсе? А распилить кого-нибудь бензопилой?

Maxim
Правила жизни Алексея Балабанова Правила жизни Алексея Балабанова

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

Esquire
О «Русском Prado», конкуренции с китайцами и закате эры автомобилей О «Русском Prado», конкуренции с китайцами и закате эры автомобилей

Интервью с руководителем «Соллерс Инжиниринг» Юрием Алексаковым

4x4 Club
Что будет с человеком, если ему ампутировать половину мозга Что будет с человеком, если ему ампутировать половину мозга

Возможно ли жить только с половиной мозга, и что это будет за жизнь?

Популярная механика
Ёлка, Юлия Хлынина, Владимир Яглыч, Алёна Бабенко и другие артисты прочитали рассказы Михаила Зощенко Ёлка, Юлия Хлынина, Владимир Яглыч, Алёна Бабенко и другие артисты прочитали рассказы Михаила Зощенко

Рассказ Михаила Зощенко в онлайн-проекте «Читай дома»

OK!
Господин Плохие новости: как жил и работал Олден Уитмен, который десятилетиями писал некрологи для The New York Times Господин Плохие новости: как жил и работал Олден Уитмен, который десятилетиями писал некрологи для The New York Times

Каким был мастер составления некрологов Олден Уитмен?

Esquire
Пример для подражания: Нюта Федермессер Пример для подражания: Нюта Федермессер

Учредитель фонда «Вера» о том, кому следует работать в хосписах

Cosmopolitan
Открыть в приложении