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

Топ-5 комичных ситуаций, произошедших на хоккейных матчах Топ-5 комичных ситуаций, произошедших на хоккейных матчах

Надевай шлем, коньки и наслаждайся невероятными историями с видеоповторами

Maxim
Как отметить годовщину на карантине? 11 романтичных идей Как отметить годовщину на карантине? 11 романтичных идей

Сделайте свою годовщину незабываемой!

Playboy
Слово «зато», море и алкоголь. Редакция на карантине в объективе Zoom Слово «зато», море и алкоголь. Редакция на карантине в объективе Zoom

Редакция проекта «Сноб» поучаствовала в эксперименте «Фотосъемка в зуме»

СНОБ
Странные саблезубые анчоусы бороздили моря после вымирания динозавров Странные саблезубые анчоусы бороздили моря после вымирания динозавров

Древние рыбы были хищниками и могли убить своим клыком более мелкую жертву

National Geographic
Как пережить разлуку с семьей из-за закрытия границ Как пережить разлуку с семьей из-за закрытия границ

Как наименее болезненно пережить период разлуки с близкими?

Psychologies
Правила жизни Софии Копполы Правила жизни Софии Копполы

Правила жизни кинорежиссера Софии Копполы

Esquire
Кузена T. rex с длинной шеей обнаружили в Австралии Кузена T. rex с длинной шеей обнаружили в Австралии

У существа могла быть необычная диета и отсутствовали зубы

National Geographic
Константин Колотов: Едем на Килиманджаро Константин Колотов: Едем на Килиманджаро

Глава из книги Константина Колотова «Сквозь Африку»

СНОБ
Фитнес без движения: как наш мозг сжигает много лишних калорий Фитнес без движения: как наш мозг сжигает много лишних калорий

Для сжигания калорий вовсе не обязательно пыхтеть на беговой дорожке

Популярная механика
Зонирование, новые парки и гибкие здания. Женщины-урбанисты о том, что ждет города после пандемии Зонирование, новые парки и гибкие здания. Женщины-урбанисты о том, что ждет города после пандемии

Каким станет город после того, как мы выйдем из карантина

Forbes
Главные коллекции XXI века Главные коллекции XXI века

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

Weekend
Голуби, айсберг и Голуби, айсберг и

Оружие, которое весьма необычными способами уничтожает противника

Популярная механика
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
Все, что нужно знать о Джастине Гэтжи Все, что нужно знать о Джастине Гэтжи

Как боец Джастин Гэтжи стал обладателем временного титула в легком весе

GQ
Холли Робертс: Как иностранцу построить бизнес в России Холли Робертс: Как иностранцу построить бизнес в России

Иностранцы продолжают осваивать как малый, так и крупный бизнес в России

СНОБ
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
Вкус и аромат радости Вкус и аромат радости

Рассматриваем самые распространенные цветочные добавки к чаю

Наука и жизнь
«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
Работорговля принесла в Мексику новые заболевания: о чем рассказали черепа Работорговля принесла в Мексику новые заболевания: о чем рассказали черепа

Возможно, рабы стали виновниками распространения гепатита B и фрамбезии

National Geographic
Галина Щербакова: Женщины в игре без правил Галина Щербакова: Женщины в игре без правил

Отрывок из нового романа Галины Щербаковой о судьбах трех поколений женщин

СНОБ
Вспомнить все: как стать обладателем суперпамяти Вспомнить все: как стать обладателем суперпамяти

6 способов сохранить отличную память независимо от возраста

Популярная механика
Как ужиться с пожилыми родственниками под одной крышей Как ужиться с пожилыми родственниками под одной крышей

Как не ссориться с бабушками и дедушками, которые живут с вами

Psychologies
Философия дуализмa Философия дуализмa

Британская певица Дуа Липа — о новом альбоме-манифесте и феминизме

Vogue
Аманда Штерс: Святые земли Аманда Штерс: Святые земли

Отрывок из популярного романа Аманды Штерс о поисках гармонии

СНОБ
Из первых рук: какие подарки Россия в разные годы дарила США Из первых рук: какие подарки Россия в разные годы дарила США

Динамику отношений России и США можно проследить по подаркам лидеров стран

Esquire
Хорошо забытое старое: «Новь» Тургенева Хорошо забытое старое: «Новь» Тургенева

Насмешливая лёгкость и параллели с современностью в романе Тургенева «Новь»

Полка
8 летних напитков для иммунитета, которые легко приготовить дома 8 летних напитков для иммунитета, которые легко приготовить дома

Напитки, которые будут полезны для укрепления защитных сил организма

РБК
Высшее собачье Высшее собачье

Единственной в России школе подготовки собак-проводников исполняется 60 лет

Огонёк
Продукты, повышающие потенцию у мужчин: быстро и эффективно Продукты, повышающие потенцию у мужчин: быстро и эффективно

Нет времени ждать, ешь!

Playboy
Жирные молочные продукты связали с отсутствием метаболического синдрома Жирные молочные продукты связали с отсутствием метаболического синдрома

У любителей молочной продукции реже диагностируют метаболический синдром

N+1
Открыть в приложении