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
7 привычек собак и что они означают 7 привычек собак и что они означают

Так вот что собака имела ввиду, сказав «Мяу»

Maxim
Как помочь партнеру с социофобией? Как помочь партнеру с социофобией?

Социофобия — не просто застенчивость, а настоящее психическое расстройство

Psychologies
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
Карантин как повод для бунта Карантин как повод для бунта

В Российской империи попытки борьбы с эпидемиями могли быть для власти опасными

Дилетант
Они не железные! Звезды, которых карантин довел до нервного срыва Они не железные! Звезды, которых карантин довел до нервного срыва

Рассказываем, у кого из знаменитостей на карантине начали сдавать нервы

Cosmopolitan
10 необычных психических расстройств 10 необычных психических расстройств

За странностями в поведении может скрываться вполне реальный диагноз

Популярная механика
В поисках обретенного времени В поисках обретенного времени

Анна Толстова о том, что изоляция может научить нас смотреть видеоарт

Weekend
Проституция — это насилие: почему нам всем нужна шведская модель Проституция — это насилие: почему нам всем нужна шведская модель

Проституция — это не свободный выбор, но как помочь этим женщинам?

Cosmopolitan
Два юбилея. 100 лет Suzuki и 50 - её внедорожникам Два юбилея. 100 лет Suzuki и 50 - её внедорожникам

В этом году компания Suzuki отмечает столетний юбилей

4x4 Club
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
9 способов выжить в самых неблагоприятных ситуациях 9 способов выжить в самых неблагоприятных ситуациях

Смертельные опасности будут обходить тебя стороной, если ты прочтешь эту статью!

Maxim
«К северу от 38-й параллели: Как живут в КНДР» «К северу от 38-й параллели: Как живут в КНДР»

Отрывок из книги «К северу от 38-й параллели: Как живут в КНДР» Андрея Ланькова

N+1
Вооруженный иконостас: как РПЦ удивила Россию Путиным и Сталиным Вооруженный иконостас: как РПЦ удивила Россию Путиным и Сталиным

Новости о главном храме вооруженных сил уже неделю уверенно держаться в топе

Forbes
Эффект природы Эффект природы

Современный минималистский интерьер Максима Гаевского

SALON-Interior
Россияне подготовились к худшему: клиенты банков досрочно погасили кредиты Россияне подготовились к худшему: клиенты банков досрочно погасили кредиты

Несколько крупных банков зафиксировали рост досрочных погашений кредитов

Forbes
Родом из детства Родом из детства

Просторный, гостеприимный дом для большой семьи

SALON-Interior
Зрим в корень! Зрим в корень!

Дизайнер интерьера Анастасия Комарова делится секретами сервировки стола

SALON-Interior
Пьяные птицы Пьяные птицы

Бабушка пела, что надо скорей заснуть, но я только последнюю строчку помню

Esquire
«Защищая Джейкоба»: на платформе AppleTV+ вышел семейный триллер с Крисом Эвансом «Защищая Джейкоба»: на платформе AppleTV+ вышел семейный триллер с Крисом Эвансом

На платформе AppleTV+ уже доступны первые эпизоды сериала «Защищая Джейкоба»

Forbes
Ограничения стали новой нормой: как изменится жизнь после карантина Ограничения стали новой нормой: как изменится жизнь после карантина

Некоторые государства постепенно смягчают ограничения, введенные из-за пандемии

Forbes
Почему вы переживаете из-за его бывшей и как это остановить Почему вы переживаете из-за его бывшей и как это остановить

Желание побольше узнать о бывшей девушке партнера вполне естественно

Psychologies
Cтройными рядами Cтройными рядами

Выходим из карантина красиво

Лиза
Опасные взгляды: как гендерные стереотипы мешают развивать экономику Опасные взгляды: как гендерные стереотипы мешают развивать экономику

Гендерные стереотипы мешают женщинам участвовать в экономике наравне с мужчинами

Forbes
Играет на равных Играет на равных

Кейт Бланшетт о том, как «Миссис Америка» может помочь избежать ошибок прошлого

Grazia
Молодой горячий нептун мигрировал к своей звезде Молодой горячий нептун мигрировал к своей звезде

В системе K2-25 не нашли другого тела, которое изменило бы орбиту экзопланеты

N+1
Как работает сила воли Как работает сила воли

Важные научные исследования, которые меняют наше представление о силе воли

Esquire
Сибирь назвали центром происхождения многобугорчатых Сибирь назвали центром происхождения многобугорчатых

Таштыкию новую и тагарию древнюю нашли под Красноярском

N+1
Тревожности — бой! Победи ее, пока она не съела тебя: гид по выходу из стресса Тревожности — бой! Победи ее, пока она не съела тебя: гид по выходу из стресса

Как самое частое психическое расстройство XXI века управляет нами

Cosmopolitan
Лучшие фильмы про лето Лучшие фильмы про лето

Лучшие фильмы о лете согреют тебя в мороз, утешат в холода и вылечат в стужу

Maxim
Открыть в приложении