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
Самый мощный квазар потребовал массивного зародыша черной дыры Самый мощный квазар потребовал массивного зародыша черной дыры

Астрономы уточнили характеристики J2157-3602 — ультрамощного квазара

N+1
Все массовые вымирания в истории Земли связали с глобальным потеплением Все массовые вымирания в истории Земли связали с глобальным потеплением

Все массовые вымирания в истории Земли были связаны с глобальным потеплением

N+1
Звезды первых обложек Playboy: как они выглядят сейчас и чем занимаются Звезды первых обложек Playboy: как они выглядят сейчас и чем занимаются

Когда-то каждая успешная красавица считала за честь попасть на страницы глянца

Cosmopolitan
Дмитрий Брейтенбихер: «Они умеют идти вперед и при сильном встречном ветре» Дмитрий Брейтенбихер: «Они умеют идти вперед и при сильном встречном ветре»

Куда инвестируют состоятельные клиенты в условиях пандемии

Forbes
Комплекс упражнений для мам с малышом до 3-х лет в домашних условиях Комплекс упражнений для мам с малышом до 3-х лет в домашних условиях

Оптимальные упражнения для совместных фитнес-тренировок с маленьким ребенком

Мама и малыш
Как Бернар Арно построил свою империю Как Бернар Арно построил свою империю

С чего начинал глава концерна Louis Vuitton Moët Hennessy

GQ
9 самых злых роботов кинематографа 9 самых злых роботов кинематографа

Роботы в кино — это настоящее воплощение зла

Популярная механика
Герой нашей бесконечности Герой нашей бесконечности

Ксения Рождественская о новом фильме Роя Андерссона

Weekend
Стволовые клетки человека восстановили миелиновые оболочки в мозге взрослых мышей Стволовые клетки человека восстановили миелиновые оболочки в мозге взрослых мышей

Стволовые клетки человека снизили проявления нейродегенерации у мышей

N+1
Хирургические операции “на удаленке”: возможно ли это? Хирургические операции “на удаленке”: возможно ли это?

Роботические руки позволяют хирургам проводить дистанционные операции

Популярная механика
«Непонятно, как такое кино продавать зрителю». Режиссер «Папа, сдохни» о провале на родине и  успехе на Западе «Непонятно, как такое кино продавать зрителю». Режиссер «Папа, сдохни» о провале на родине и  успехе на Западе

Кирилл Соколов рассуждает, как находить деньги и зарабатывать на авторском кино

Forbes
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
Как обладание вещами крадет ваше время Как обладание вещами крадет ваше время

Отрывок из книги самого известного японского минималиста Ямио Сасаки

СНОБ
Игровое пространство Игровое пространство

Бюджеты, зарплаты, призовые и трансферы киберспорта

Forbes
Утечка гостайны: как СССР шпионил за США Утечка гостайны: как СССР шпионил за США

История разведопераций XX века содержит немало парадоксальных сюжетов

Популярная механика
«Он ударил меня кулаком в живот»: Паршута и другие жертвы насилия среди звезд «Он ударил меня кулаком в живот»: Паршута и другие жертвы насилия среди звезд

Звезды, которые нашли в себе силы выйти из абьюзивных отношений

Cosmopolitan
Брейте наголо. Как живут в секте, где детей разлучают с родителями Брейте наголо. Как живут в секте, где детей разлучают с родителями

Селена Уиттман рассказала о детстве в коммуне «Синанон», куда ее привела мать

Forbes
Почему ребенок плохо ест и как ему помочь Почему ребенок плохо ест и как ему помочь

Здоровье ребенка во многом зависит от того, что, когда и как он ест

Psychologies
Как поменять установки в свой адрес и повысить самооценку Как поменять установки в свой адрес и повысить самооценку

Почему нужно поменять внутреннего критика на внутреннего друга

РБК
Рыбий жир: доказанная польза для мужчин и рекомендации по употреблению Рыбий жир: доказанная польза для мужчин и рекомендации по употреблению

Пора «подсесть» на рыбий жир?

Playboy
Изыди, плесень: лайфхаки, которые помогут дольше сохранить продукты свежими Изыди, плесень: лайфхаки, которые помогут дольше сохранить продукты свежими

Как правильно хранить продукты

ТехИнсайдер
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
3 упражнения, чтобы быстро снять эмоциональное напряжение 3 упражнения, чтобы быстро снять эмоциональное напряжение

Как справиться с напряжением, работая с телом у себя дома?

Psychologies
Алексей Воробьев: «Знаю, что буду когда-нибудь счастлив как муж и отец» Алексей Воробьев: «Знаю, что буду когда-нибудь счастлив как муж и отец»

Алексей Воробьев о превратностях судьбы, жизни на две страны и одиночестве

Cosmopolitan
Вы уволены. Как сохранить силу духа и почему аргумент «просто нет работы» не принимается Вы уволены. Как сохранить силу духа и почему аргумент «просто нет работы» не принимается

Какие ошибки не стоит совершать при поиске новой работы

Forbes
Правила жизни Пирса Броснана Правила жизни Пирса Броснана

Пирс Броснан: актер, Дроэда, Ирландия, 67 лет

Esquire
«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
Свободный художник Свободный художник

Актриса Дарья Руденок о своем ярком образе в сериале «257 причин, чтобы жить»

OK!
Ищет, где глубже Ищет, где глубже

Cosmo-эксперимент: наш корреспондент отправляется на секс-тренинг

Cosmopolitan
Открыть в приложении