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

День, когда я перестала стыдиться, что моя мама пьет День, когда я перестала стыдиться, что моя мама пьет

Родственников, злоупотребляющих алкоголем, принято стесняться

Psychologies
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
Сердце гребаного мира Сердце гребаного мира

Андрей Карташов о «Фее» Анны Меликян

Weekend
Красиво шить не запретишь Красиво шить не запретишь

Настя Лыкова знает: трикотажное платье способно изменить жизнь

Vogue
6 правил воспитания «трудных» подростков 6 правил воспитания «трудных» подростков

Как общаться с подростками, чтобы заглянуть им в душу и не потерять их уважение?

Psychologies
Декрет — это не курорт. Что не так с восприятием материнства обществом Декрет — это не курорт. Что не так с восприятием материнства обществом

Как найти общий язык с ребенком и баланс между вашими потребностями

Forbes
Биоразлагаемая смазка для Севера Биоразлагаемая смазка для Севера

Создание биоразлагаемых материалов — важный шаг для экологии

Наука и жизнь
«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
Открытая натура Открытая натура

Загородный дом по дизайну Нелли Полежаевой

SALON-Interior
Интерьер с харизмой Интерьер с харизмой

Яркий интерьер, главным героем которого стала кухня глубокого синего цвета

SALON-Interior
«Доходы ниже прожиточного минимума»: Пашу об убытках Black Star из-за кризиса, клипе про Москву и уходе Егора Крида «Доходы ниже прожиточного минимума»: Пашу об убытках Black Star из-за кризиса, клипе про Москву и уходе Егора Крида

Павел «Пашу» Курьянов о том, почему онлайн не спасет концертный бизнес?

Forbes
Бизнес на создании чучел животных: монолог таксидермиста о заработке и тонкостях работы Бизнес на создании чучел животных: монолог таксидермиста о заработке и тонкостях работы

Таксидермист о том, как войти в профессию и открыть свою студию

VC.RU
Президент в законе. Петр Порошенко и 19 уголовных дел Президент в законе. Петр Порошенко и 19 уголовных дел

Чем Порошенко заинтересовал правоохранительные органы на этот раз

СНОБ
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
Как потепление воды изменит океан Как потепление воды изменит океан

Потепление океана может создать тропические экосистемы в неожиданных местах

Популярная механика
Победа телевидения над онлайном: как бизнес стимулирует продажи во время эпидемии Победа телевидения над онлайном: как бизнес стимулирует продажи во время эпидемии

Что происходит с рекламным рынком во время каратина и экономического спада?

Forbes
Тревога провоцирует нас на злость? Тревога провоцирует нас на злость?

Тревога и злость вызывают у нас неприятное эмоциональное возбуждение

Psychologies
Сенсоры холода помогли дрозофилам с полезной ленью Сенсоры холода помогли дрозофилам с полезной ленью

Благодаря ним мухи отреагировали на длительные изменения условий

N+1
#инструктаж: как правильно питаться на карантине #инструктаж: как правильно питаться на карантине

Как перестать много есть и начать готовить дома полезные блюда

РБК
Дарья Мороз — новая икона стиля и секс-символ российского кино Дарья Мороз — новая икона стиля и секс-символ российского кино

Кто такая Дарья Мороз?

Cosmopolitan
Царь-Фараон Царь-Фараон

История наград Жана-Батиста-Луи барона де Кроссара

Дилетант
Территория радости Территория радости

Можно ли справиться с хаосом в детской комнате

Лиза
Английский не нужен: как обманывают себя россияне, когда начинают учить иностранный язык Английский не нужен: как обманывают себя россияне, когда начинают учить иностранный язык

Россияне учат английский, чтобы лучше выглядеть в собственных глазах

Forbes
5 главных опасностей космических путешествий 5 главных опасностей космических путешествий

Полеты в космос сопряжены с целым рядом трудностей

Популярная механика
Сорняк, способный убить: в чём опасность борщевика Сорняк, способный убить: в чём опасность борщевика

Благие намерения иногда могут обернуться серьёзными проблемами

Популярная механика
Радиация внутри нас: почему мы ежедневно облучаемся Радиация внутри нас: почему мы ежедневно облучаемся

Как сильно мы облучаемся каждый день и насколько опасно это для нашего здоровья?

Популярная механика
Остаться в стороне? Остаться в стороне?

Как быть, если муж твоей подруги абьюзер?

Лиза
Нехватка насекомых снизила успех размножения городских синиц Нехватка насекомых снизила успех размножения городских синиц

Городские синицы справляются с выведением потомства хуже лесных сородичей

N+1
Как менялся стиль Роберта Паттинсона Как менялся стиль Роберта Паттинсона

Ему удалось перевоплотиться из вампира в супергероя

GQ
Уроки русского Уроки русского

Свое 125-летие Русский музей отмечает пустыми залами

Огонёк
Открыть в приложении