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

Как делают стволы для снайперских винтовок: отвечает Влад Лобаев Как делают стволы для снайперских винтовок: отвечает Влад Лобаев

Как делают стволы для снайперских винтовок и как технологии влияют на точность?

Популярная механика
«Кардинальных географических изменений товаропотоков не будет» «Кардинальных географических изменений товаропотоков не будет»

Президент Crocus Group о перспективах российской экономики

Эксперт
Правила жизни Би Би Кинга Правила жизни Би Би Кинга

Правила жизни великого блюзмена Би Би Кинга

Esquire
Определены самые популярные игровые консоли в мире: это не PS4 и Xbox Определены самые популярные игровые консоли в мире: это не PS4 и Xbox

Кто же круче — Sony, Nintendo или Microsoft

Популярная механика
7 самых обязательных фильмов с Клинтом Иствудом 7 самых обязательных фильмов с Клинтом Иствудом

31 мая любого года мы все отпразднуем день рождения Клинт Иствуда

Maxim
Реальная любовь Реальная любовь

Разговор с Ингеборгой Дапкунайте, Юлией Пересильд и Ксенией Раппопорт

Cosmopolitan
Билет на свободу. Как выживает и на что рассчитывает турбизнес в эпоху пандемии Билет на свободу. Как выживает и на что рассчитывает турбизнес в эпоху пандемии

Что сейчас происходит в турсфере, что ждет её (и нас) в обозримом будущем

Forbes
Месть Фиделя Кастро: почему мы ошибаемся в людях и доверяем лжецам Месть Фиделя Кастро: почему мы ошибаемся в людях и доверяем лжецам

Почему мы не понимаем, когда незнакомец врет нам в глаза

Forbes
«Секретики»: советский андеграунд и размышления об изоляции «Секретики»: советский андеграунд и размышления об изоляции

О чем размышляли советские художники и почему это отзывается в нас

РБК
Сценарии возвратившегося времени Сценарии возвратившегося времени

Максим Семеляк о фильмах Нусинова и Лунгина как зеркале сегодняшней жизни

Weekend
Серебристая акация оказалась полезным инвазивным видом Серебристая акация оказалась полезным инвазивным видом

Древесные азотфиксаторы могут помочь в поглощении избыточного углекислого газа

N+1
11 продуктов, которые могут заменить друг друга на кухне 11 продуктов, которые могут заменить друг друга на кухне

Покажи всем этим Джейми Оливерам, кто на кухне шеф-повар!

Maxim
Хватит ныть! Хватит ныть!

Вытри слезы – они только мешают справляться с трудностями!

Лиза
Бойкот — форма насилия в паре? Бойкот — форма насилия в паре?

Возможно, пора задуматься, а не манипулирует ли вами близкий человек

Psychologies
Как менялся стиль Роберта Паттинсона Как менялся стиль Роберта Паттинсона

Ему удалось перевоплотиться из вампира в супергероя

GQ
Разбираем костюмы Тони Монтаны в фильме «Лицо со шрамом» Разбираем костюмы Тони Монтаны в фильме «Лицо со шрамом»

Портной студии Paramount точно знал, как выглядят беспощадные мафиози

GQ
Вспоминая Канны: лучшие наряды кинофестивалей 2006-2016 годов Вспоминая Канны: лучшие наряды кинофестивалей 2006-2016 годов

Лучшие выходы на красные дорожки Каннского кинофестиваля разных лет

Esquire
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
Монстры из прошлого: драма большой поршневой авиации Монстры из прошлого: драма большой поршневой авиации

На годы Второй мировой пришлась лебединая песня поршневых двигателей в авиации

Популярная механика
Преступные сети: как устроено современное браконьерство Преступные сети: как устроено современное браконьерство

Сотрудник береговой охраны о браконьерстве: почему оно выгодно всем

Esquire
Куда приводят мечты: почему позитивные мысли не работают Куда приводят мечты: почему позитивные мысли не работают

Почему «позитивный настрой» приводит к негативным результатам

Esquire
Не сможешь оторваться! Сериалы про подростков для тех, кому понравилась Не сможешь оторваться! Сериалы про подростков для тех, кому понравилась

Подборка лучших сериалов о непростой жизни подростков

Cosmopolitan
Города героев Города героев

Города, которые за отвагу и мужество удостоились почетных званий

Лиза
25 лучших фильмов, основанных на реальных событиях 25 лучших фильмов, основанных на реальных событиях

25 лучших криминальных фильмов в истории кинематографа

Esquire
Герой без маски Герой без маски

Карантинную историю с актером Леонидом Бичевиным мы сняли в режиме самоизоляции

OK!
Смазывание колес войны между СССР и гитлеровской Германией Смазывание колес войны между СССР и гитлеровской Германией

Отрывок из книги Роджера Мурхауса "Дьявольский союз"

СНОБ
В прилежащем ядре мозга моногамных полевок нашли нейроны приближения к партнеру В прилежащем ядре мозга моногамных полевок нашли нейроны приближения к партнеру

Они могут помочь уточнить то, как формируются прочные моногамные связи

N+1
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
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
Настоящая миссия компании: как она укрепляет бизнес и как сформулировать свою Настоящая миссия компании: как она укрепляет бизнес и как сформулировать свою

Способ, с помощью которого можно создать миссию для своей компании

VC.RU
Открыть в приложении