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
Перовскитные солнечные батареи выдержали 1800 часов термического стресса Перовскитные солнечные батареи выдержали 1800 часов термического стресса

Защитное покрытие может повысить термическую стабильность солнечного элемента

N+1
«Всё, что я делаю, может быть ошибкой»: почему миллиардер Тоби Лютке советует видеоигры и мягкое отношение к критике «Всё, что я делаю, может быть ошибкой»: почему миллиардер Тоби Лютке советует видеоигры и мягкое отношение к критике

Глава Shopify о ментальных установках, которые помогут развить карьеру и бизнес

VC.RU
10 привычек для тех, кто хочет жить долго 10 привычек для тех, кто хочет жить долго

Долголетие - это просто!

Cosmopolitan
«Я заново учился ходить и говорить»: как пережить 16 дней комы и в 40 лет начать жизнь с чистого листа «Я заново учился ходить и говорить»: как пережить 16 дней комы и в 40 лет начать жизнь с чистого листа

Владелец сети детских клубов: как отказаться от корпорации ради своего дела

Forbes
Моторная кора повторила запомненную информацию во время отдыха Моторная кора повторила запомненную информацию во время отдыха

Что выяснили с помощью инвазивного интерфейса в головном мозге

N+1
Самый мощный квазар потребовал массивного зародыша черной дыры Самый мощный квазар потребовал массивного зародыша черной дыры

Астрономы уточнили характеристики J2157-3602 — ультрамощного квазара

N+1
Счастье после сорока. Сложный путь Ирины Гриневой Счастье после сорока. Сложный путь Ирины Гриневой

Как сложилась личная жизнь актрисы Ирины Гриневой

Cosmopolitan
Рождение таблетки. Как четверо энтузиаcтов совершили революцию в контрацепции Рождение таблетки. Как четверо энтузиаcтов совершили революцию в контрацепции

Отрывок из книги «Рождение таблетки» о невероятном социальном прорыве XX века

Forbes
«Каждый пятидесятый будет в шапочке из фольги»: Евгений Чичваркин о мире после пандемии, ошибке властей и неизбежном росте налогов «Каждый пятидесятый будет в шапочке из фольги»: Евгений Чичваркин о мире после пандемии, ошибке властей и неизбежном росте налогов

Евгений Чичваркин сделал неутешительные прогнозы на будущее

Forbes
Энергетическая формула собаки Энергетическая формула собаки

Эффект от семейных дел можно попробовать просчитать с помощью формулы

СНОБ
10 лучших ролей Мэттью Макконахи 10 лучших ролей Мэттью Макконахи

Самые запоминающиеся образы Мэттью Макконахи

Esquire
Правила жизни сэра Пола Маккартни Правила жизни сэра Пола Маккартни

Правила жизни одного из основателей великой четверки The Beatles Пола Маккартни

Esquire
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
Убивают ли двигатель топливные присадки? Убивают ли двигатель топливные присадки?

Каждый день на дороги выезжают миллионы машин

4x4 Club
Топ-5 пар летней обуви, которая никогда не выйдет из моды Топ-5 пар летней обуви, которая никогда не выйдет из моды

Выглядеть стильно можно независимо от постоянно меняющихся трендов

Cosmopolitan
Как должны развиваться урбанизированые территории Как должны развиваться урбанизированые территории

Григорий Ревзин о городе будущего

Weekend
Выход из самоизоляции: налаживаем режим дня Выход из самоизоляции: налаживаем режим дня

Что делать, чтобы появилась энергия структурировать свой день?

Psychologies
Да пребудет с тобой Четвёртое мая! 17 неожиданных фактов о саге Да пребудет с тобой Четвёртое мая! 17 неожиданных фактов о саге

4 мая - особенный день для поклонников саги “Звездные войны”

Cosmopolitan
Герпес первого типа и болезнь Альцгеймера: связь, лечение, перспективы Герпес первого типа и болезнь Альцгеймера: связь, лечение, перспективы

Новое исследование в разработке лекарств против болезни Альцгеймера

Популярная механика
Загар или бледность? Что молодит звездных женщин разного типа старения Загар или бледность? Что молодит звездных женщин разного типа старения

Каких женщин загар старит, а каких — молодит?

Cosmopolitan
Как выпускница Физтеха за два года создала компанию с оценкой в $10 млн Как выпускница Физтеха за два года создала компанию с оценкой в $10 млн

Валерия Коган за 2 года сумела заинтересовать технологией крупные агрокомпании

Forbes
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
Как ухаживать за стиральной машинкой, чтобы она работала с максимальной отдачей Как ухаживать за стиральной машинкой, чтобы она работала с максимальной отдачей

Каждая стирка — очередное разочарование?

Cosmopolitan
На ближайшем к Земле коричневом карлике нашли облачные слои На ближайшем к Земле коричневом карлике нашли облачные слои

На коричневом карлике Luhman 16A существуют облачные слои, схожие с юпитерскими

N+1
Родные... и чужие Родные... и чужие

Нередко братья и сестры не ладят и даже испытывают неприязнь друг к другу

Лиза
Мифы о “Каспийском монстре”: почему экранопланы “не взлетели” Мифы о “Каспийском монстре”: почему экранопланы “не взлетели”

Как разбивается о суровую реальность миф об экранопланах

Популярная механика
Почему они не говорили о войне Почему они не говорили о войне

Те, кто прошел Великую Отечественную войну, мало говорили о ней. Почему?

Psychologies
История картины Сальвадора Дали «Распятый Христос», которую украли прямо из-под носа у тюремного караула История картины Сальвадора Дали «Распятый Христос», которую украли прямо из-под носа у тюремного караула

В один день несколько воров решили, что на этой картине можно кое-что заработать

Esquire
МинФин МинФин

Как живет самая молодая в мире женщина-премьер

Tatler
Открыть в приложении