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
7 фактов о супермодели Наоми Кэмпбелл — важных и неожиданных 7 фактов о супермодели Наоми Кэмпбелл — важных и неожиданных

Главные факты о Наоми Кэмпбелл, ее блестящей карьере и неоднозначных выходках

Esquire
Керенский: первая любовь революции Керенский: первая любовь революции

Мог ли изменить ход истории глава Временного правительства в 1917 году

Дилетант
Древнее мексиканское озеро стало ловушкой для 60 мамонтов Древнее мексиканское озеро стало ловушкой для 60 мамонтов

Эти мамонты попались в грязевые ловушки и погибли

N+1
«А нам все равно!»: кто рад карантину «А нам все равно!»: кто рад карантину

Кто-то на карантине сходит с ума, а кому-то хорошо и взаперт

Psychologies
Дедушка Jeep. Копаемся в истории легендарного Willys MB Дедушка Jeep. Копаемся в истории легендарного Willys MB

Вспоминаем историю главного внедорожника Великой Отечественной войны

РБК
В путь зовет кино В путь зовет кино

В каких странах можно побывать с помощью фильмов?

Лиза
Откуда берутся «Паразиты» Откуда берутся «Паразиты»

«Воспоминания об убийстве» — фильм, в котором есть ключи к картинам Пона Чжун-Хо

СНОБ
Мария Гурьева: Новая эра образования — какой она будет? Мария Гурьева: Новая эра образования — какой она будет?

Вынужденная изоляция, закрытые школы и университеты перевернули мир образования

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

Нет времени ждать, ешь!

Playboy
Рассказ «Коконопряды» Теннесси Уильямса, который был опубликован в Esquire и лег в основу его последней пьесы Рассказ «Коконопряды» Теннесси Уильямса, который был опубликован в Esquire и лег в основу его последней пьесы

Рассказ «Коконопряды» Теннесси Уильямс написал в середине сороковых

Esquire
17 фильмов, которые стоит посмотреть, если вы любите «Звездные войны» 17 фильмов, которые стоит посмотреть, если вы любите «Звездные войны»

Список фильмов и сериалов, которые напоминают «Звездные войны»

GQ
Программа на восстановление Программа на восстановление

Как восстановить потерянный бьюти-баланс?

Здоровье
Как убрать акне на спине и чем мазать шею: уход за неочевидными частями тела Как убрать акне на спине и чем мазать шею: уход за неочевидными частями тела

Как сохранить молодость ушей? Чем убрать прыщи на спине?

Cosmopolitan
Командный менеджмент: почему пираты XVIII века были самыми демократичными людьми своего времени Командный менеджмент: почему пираты XVIII века были самыми демократичными людьми своего времени

Как суровые законы рынка заставляли пиратов мучить и убивать людей

Esquire
Доигрались: актёры, которых ненавидят за их роли, – от Хопкинса до Панина Доигрались: актёры, которых ненавидят за их роли, – от Хопкинса до Панина

Какие актеры столкнулись с ненавистью поклонников в реальной жизни

Cosmopolitan
Загадка досуга. Почему мы ощущаем себя вечно занятыми и что с этим делать Загадка досуга. Почему мы ощущаем себя вечно занятыми и что с этим делать

Отрывок из книги «Эпоха долголетия»: грядет перестройка структуры времени

Forbes
Правила жизни Бьорк Гудмундсдоттир Правила жизни Бьорк Гудмундсдоттир

Правила жизни исландской певицы Бьорк

Esquire
Манна небесная: российские дроны доставки еды Манна небесная: российские дроны доставки еды

Жители Ижевска могут заказывать еду, которая доставляется дронами

Популярная механика
Рама для картины Рама для картины

Интерьер для семьи и... для коллекции предметов искусства

SALON-Interior
Говорите мне «ты», мне всего пятьдесят!: колонка о том, станем ли мы бессмертными (в будущем) Говорите мне «ты», мне всего пятьдесят!: колонка о том, станем ли мы бессмертными (в будущем)

Размышления о том, каким будет будущее людей

Esquire
Выезд на встречку: когда лишат прав, а когда — нет Выезд на встречку: когда лишат прав, а когда — нет

Иногда выезд на встречку не считается нарушением

РБК
Масло масляное: зачем нужны гидрофильные очищающие средства Масло масляное: зачем нужны гидрофильные очищающие средства

Что же такое гидрофильные масла и всем ли они нужны?

Psychologies
Входить осторожно: как создать и защитить свои личные границы Входить осторожно: как создать и защитить свои личные границы

Личные границы помогут сделать жизнь комфортнее и счастливее

РБК
Остаться в стороне? Остаться в стороне?

Как быть, если муж твоей подруги абьюзер?

Лиза
Словарик сериаломана. 15 слов, которые полезно знать каждому фанату сериалов Словарик сериаломана. 15 слов, которые полезно знать каждому фанату сериалов

Мечтают ли шоураннеры о синдикации процедуралов?

Maxim
«Это спорт не для бедных»: сколько стоит подготовка фигуриста уровня Алины Загитовой «Это спорт не для бедных»: сколько стоит подготовка фигуриста уровня Алины Загитовой

Почему фигурное катание обходится так дорого

Forbes
Гендерные стереотипы не повлияли на доверие к роботам Гендерные стереотипы не повлияли на доверие к роботам

Чтобы не поддерживать стереотипы, стоит создавать гендерно-нейтральных роботов

N+1
Игры разума: лучшие трюки, которые поставят ваш мозг в тупик Игры разума: лучшие трюки, которые поставят ваш мозг в тупик

Оказывается, сложный человеческий мозг чертовски просто обмануть

Популярная механика
Правила жизни Пирса Броснана Правила жизни Пирса Броснана

Пирс Броснан: актер, Дроэда, Ирландия, 67 лет

Esquire
Открыть в приложении