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

Правой, левой: в чем разница между левшой и правшой Правой, левой: в чем разница между левшой и правшой

Стереотипы, связанные с преобладанием левого или правого полушария, сохраняются

Популярная механика
Самое холодное место во вселенной Самое холодное место во вселенной

Насколько холоден холодный космос?

Популярная механика
Деревянко, Высоцкая, Виторган и другие — о карантине и приметах времени Деревянко, Высоцкая, Виторган и другие — о карантине и приметах времени

Филиппенко, Деревянко, Виторган и Высоцкая — как они проводят время

РБК
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
Правила жизни Фрэнсиса Форда Копполы Правила жизни Фрэнсиса Форда Копполы

Правила жизни режиссера кинотрилогии «Крестный отец» Фрэнсиса Форда Копполы

Esquire
Вирус герпеса вызвал симптомы болезни Альцгеймера у трехмерной модели мозга Вирус герпеса вызвал симптомы болезни Альцгеймера у трехмерной модели мозга

Инфицированные клетки гибнут, сливаются друг с другом и вызывают воспаление

N+1
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
Виктимология: существует ли наука, которая учит нас не быть жертвами? Виктимология: существует ли наука, которая учит нас не быть жертвами?

Что такое виктимология и поможет ли её изучение женщине не стать жертвой насилия

Cosmopolitan
Зачем «Яндексу» мессенджер: глава сервиса рассказал о конкуренции, удержании аудитории, монетизации и будущем Зачем «Яндексу» мессенджер: глава сервиса рассказал о конкуренции, удержании аудитории, монетизации и будущем

Интервью с руководителем «Яндекс.Мессенджера» Виктором Тарнавским

VC.RU
У ребенка аллергия: что делать? У ребенка аллергия: что делать?

Аллерголог-иммунолог отвечает на вопросы о детской аллергии

Мама и малыш
Фриланс: что это такое простыми словами и кто может им заниматься Фриланс: что это такое простыми словами и кто может им заниматься

Готов к смене карьеры?

Playboy
Елизавета Боярская: «Сидеть дома с мужем и детьми – это счастье» Елизавета Боярская: «Сидеть дома с мужем и детьми – это счастье»

Прогулка по весеннему Петербургу с Елизаветой Боярской – чем не план на выходные

Grazia
Творческая единица Творческая единица

У американской художницы Элайзы Дуглас есть что показать миру

Vogue
Это семейное: братья и сёстры, ставшие знаменитыми Это семейное: братья и сёстры, ставшие знаменитыми

Какие братья и сёстры смогли добиться популярности в российском кино

Cosmopolitan
Что умеют люди со сверхспособностями: дар природы Что умеют люди со сверхспособностями: дар природы

Есть среди нас такие, кого природа одарила необычными для человека способностями

Популярная механика
Ученые решили одну из главных проблем солнечных панелей Ученые решили одну из главных проблем солнечных панелей

У солнечных панелей есть один существенный недостаток

Популярная механика
Кислотная расцветка помогла кораллам вернуть симбионтов Кислотная расцветка помогла кораллам вернуть симбионтов

Красочное обесцвечиание возникает у кораллов в ответ на тепловой стресс

N+1
Как на праздник: самые необычные профессии в мире Как на праздник: самые необычные профессии в мире

Резюме этих высококвалифицированных спецов скучными точно не назовешь

Популярная механика
Кровь стынет в жилах! 7 сериалов для тех, кому понравился «Колл-центр» Кровь стынет в жилах! 7 сериалов для тех, кому понравился «Колл-центр»

Что еще делать на карантине, как не смотреть сериалы

Cosmopolitan
Запоздалые припарки: успеет ли правительственная поддержка предотвратить гибель малого ретейла в России Запоздалые припарки: успеет ли правительственная поддержка предотвратить гибель малого ретейла в России

Более половины малых ретейлеров теряют 50% оборота

Forbes
Свидания онлайн: найти пару, не покидая квартиры Свидания онлайн: найти пару, не покидая квартиры

Как индустрия виртуального дейтинга меняется под влиянием новых условий жизни?

Psychologies
Любимая блондинка Голливуда. Как Риз Уизерспун из звезды ромкомов стала одной из самых влиятельных женщин кино Любимая блондинка Голливуда. Как Риз Уизерспун из звезды ромкомов стала одной из самых влиятельных женщин кино

Риз Уизерспун входит в сотню самых влиятельных женщин планеты по версии Forbes

Forbes
Дифференцировку моноцитов в толстой кишке у мышей связали с интерфероном 5 Дифференцировку моноцитов в толстой кишке у мышей связали с интерфероном 5

Патогенез воспаления слизистой оболочки толстой кишки стал полнее

N+1
Поток метана от арктических морей: Взгляд из космоса Поток метана от арктических морей: Взгляд из космоса

Какова роль метана в потеплении Арктики?

Наука и жизнь
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
Хватит ныть! Хватит ныть!

Вытри слезы – они только мешают справляться с трудностями!

Лиза
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
Оружие XX века: артиллерия Оружие XX века: артиллерия

ЗИС-3 стала самым массовым орудием Второй мировой

Популярная механика
Режиссер Пол Фиг: о магии визуального искусства в кино, патриархальном Голливуде и героических женщинах Режиссер Пол Фиг: о магии визуального искусства в кино, патриархальном Голливуде и героических женщинах

Эссе режиссера Пола Фига — о радости вызывать смех без помощи диалогов

Playboy
10 попыток создать идеальный универсальный язык 10 попыток создать идеальный универсальный язык

Почему человечество не может создать универсальный язык, понятный всем

Популярная механика
Открыть в приложении