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

Топ-5 комичных ситуаций, произошедших на хоккейных матчах Топ-5 комичных ситуаций, произошедших на хоккейных матчах

Надевай шлем, коньки и наслаждайся невероятными историями с видеоповторами

Maxim
Где рождаются нейтрино: новое исследование Где рождаются нейтрино: новое исследование

Ученым удалось найти связь между космическими нейтрино и вспышками галактик

Популярная механика
Обман зрения: как популярные оптические иллюзии дурят наш мозг Обман зрения: как популярные оптические иллюзии дурят наш мозг

Оптические иллюзии - это прямое подтверждение того, что наш мозг чертовски ленив

Популярная механика
Как я провел это Как я провел это

Ксения Рождественская о фильме «Хорошего трипа»

Weekend
«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
«Старые рецепты работать не будут» «Старые рецепты работать не будут»

Можно ли выйти из экономического шторма, ничего не изменив

Огонёк
Мордашову только спросить: миллиардер решил запустить медиа о здоровье Мордашову только спросить: миллиардер решил запустить медиа о здоровье

Алексей Мордашов намерен запустить медиа о медицине и здоровом образе жизни

Forbes
Инъекция стволовых клеток в мозг затормозила болезнь Паркинсона Инъекция стволовых клеток в мозг затормозила болезнь Паркинсона

Технология клеточного репрограммирования может помочь при болезни Паркинсона

N+1
Сенат США хочет изгнать китайских гигантов с американских бирж: чем политики объясняют это решение и к чему оно приведёт Сенат США хочет изгнать китайских гигантов с американских бирж: чем политики объясняют это решение и к чему оно приведёт

Новый шаг в противостоянии США и Китая

VC.RU
Почему «Лучше звоните Солу» как минимум не хуже, чем «Во все тяжкие» Почему «Лучше звоните Солу» как минимум не хуже, чем «Во все тяжкие»

Приквел «Во все тяжкие» оказался историей даже более глубокой и драматичной

Esquire
«Если я умер»: какие распоряжения оставить близким «Если я умер»: какие распоряжения оставить близким

Стоит ли оставлять письма родным на случай серьезной болезни или смерти

Psychologies
«Опыт и немного визионерства»: почему венчуру нужно избавляться от стереотипов и больше инвестировать в женщин «Опыт и немного визионерства»: почему венчуру нужно избавляться от стереотипов и больше инвестировать в женщин

Как гендерный дисбаланс мешает развитию инвестиций

Forbes
От наркомана до Железного человека: удивительная жизнь Роберта Дауни-младшего От наркомана до Железного человека: удивительная жизнь Роберта Дауни-младшего

Жизнь Роберта Дауни-младшего не назвать простой и благополучной

Cosmopolitan
«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
«Матрешка» — это современный «День сурка». Рассказываем, чем хорош сериал «Матрешка» — это современный «День сурка». Рассказываем, чем хорош сериал

«Матрешка» рассказывает о 36-летней Наде, раз за разом переживающей свою смерть

Esquire
Юстиниан Великий и Великая чума Юстиниан Великий и Великая чума

Император, который мечтал о возрождении империи, но проиграл чумной палочке

Дилетант
Зри в корень! Как уберечь глаза на удаленке Зри в корень! Как уберечь глаза на удаленке

Что поможет сохранить зрение в период самоизоляции?

Лиза
Мощные и изящные: 10 легендарных американских маслкаров Мощные и изящные: 10 легендарных американских маслкаров

Немногие автомобили превосходят маслкары по сочетанию красоты и мощи

Популярная механика
«Самые хрупкие в мире плечики»: эксклюзивная публикация писем Эдуарда Лимонова графине Елене Щаповой де Карли «Самые хрупкие в мире плечики»: эксклюзивная публикация писем Эдуарда Лимонова графине Елене Щаповой де Карли

Отрывки из писем Эдуарда Лимонова графине Елены Щаповой де Карли

Forbes
Правила жизни Андрея Тарковского Правила жизни Андрея Тарковского

Правила жизни советского режиссера и сценариста Андрея Тарковского

Esquire
Список лучших американских комедий всех времен (и они незабываемые) Список лучших американских комедий всех времен (и они незабываемые)

Американские комедии, которые прошли проверку временем

Playboy
Изменяю в уме: личный опыт эмоциональной неверности и ее последствий Изменяю в уме: личный опыт эмоциональной неверности и ее последствий

Многие считают изменой только физическую близость

Cosmopolitan
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
Громкие почесывания лангустов оказались слышны за три километра Громкие почесывания лангустов оказались слышны за три километра

Распространение звуков лангустов в воде позволит оценивать размеры их популяций

N+1
«Я обалдел от масштаба «трагедии»»: стилист Киркорова пришел в шок от его одежды «Я обалдел от масштаба «трагедии»»: стилист Киркорова пришел в шок от его одежды

Стилист Филиппа Киркорова рассказал о первом рабочем дне у артиста

Cosmopolitan
Промеж глаз: как устроены рогатки для профессионалов Промеж глаз: как устроены рогатки для профессионалов

Рогатка - одно из новых типов оружия, ведь резину человек освоил позже пороха

Популярная механика
Главные сериалы лета — о женщинах, которые ловят маньяков, раскрывают заговоры и убивают неверных мужей Главные сериалы лета — о женщинах, которые ловят маньяков, раскрывают заговоры и убивают неверных мужей

Этим летом выйдут сразу несколько сериалов о сильных и ярких женщинах

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
Борода спасла мужчин от перелома челюсти Борода спасла мужчин от перелома челюсти

Мужчины с бородой могли получать преимущество в драках за положение в группе

N+1
Переступить порог рейхстага Переступить порог рейхстага

История главного исторического здания Берлина

Наука и жизнь
Открыть в приложении