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
Юлия Княжанская: Как меняется онлайн- и офлайн-образование во время пандемии Юлия Княжанская: Как меняется онлайн- и офлайн-образование во время пандемии

Как правильно учиться в домашних условиях и не потеряться среди множества курсов

СНОБ
Как лучший друг Трампа собирается заработать после пандемии Как лучший друг Трампа собирается заработать после пандемии

Близкий друг Трампа уверяет, что у него нет денег, чтобы закрыть все свои казино

Forbes
Потепление позволит зеленым водорослям продвинуться вглубь Антарктиды Потепление позволит зеленым водорослям продвинуться вглубь Антарктиды

На Антарктическом полуострове водоросли занимают почти два квадратных километра

N+1
6 причин, почему ты несчастлив на своей работе (и что с этим делать) 6 причин, почему ты несчастлив на своей работе (и что с этим делать)

Какие причины могут вызвать неудовлетворение своей работой и что с этим делать?

Playboy
А что я сделала, чтобы помочь? Регина Тодоренко выпустила фильм о проблеме домашнего насилия А что я сделала, чтобы помочь? Регина Тодоренко выпустила фильм о проблеме домашнего насилия

Фильм, посвященный проблеме абьюза в России — «А что я сделала, чтобы помочь?»

Forbes
Яхта, перелеты из Москвы в Лондон и пилатес: где и как прячутся от пандемии российские миллиардеры Яхта, перелеты из Москвы в Лондон и пилатес: где и как прячутся от пандемии российские миллиардеры

Богатейшие предприниматели рассказали Forbes о своей жизни в изоляции

Forbes

История одного пациента, который прожил половину своей жизни с шизофренией

Esquire
«Дуров пытается прикарманить $500 млн»: инвесторы получили кредитный договор от Telegram и остались недовольны «Дуров пытается прикарманить $500 млн»: инвесторы получили кредитный договор от Telegram и остались недовольны

Проект кредитного соглашения для инвесторов в Gram не предусматривает залогов

Forbes
Как за нами следят через наши гаджеты Как за нами следят через наши гаджеты

Добро пожаловать в мир, где все, что вы купите, будет использовано против вас

GQ
«Любовь во времена Zoom и чумы»: Esquire публикует диалог писателя с возлюбленной «Любовь во времена Zoom и чумы»: Esquire публикует диалог писателя с возлюбленной

Карантинный дневник Дмитрия Петровского

Esquire
Машина апокалипсиса: как скрестить ракетовоз с тепловозом Машина апокалипсиса: как скрестить ракетовоз с тепловозом

История знает немало амбициозных проектов по скрещиванию техники

Популярная механика
Как и почему пьянствуют животные Как и почему пьянствуют животные

Поведение животных под воздействием алкоголя позволяет понять, почему пьют люди

Популярная механика
5 заданий по английскому для ваших детей, которые можно делать на смартфоне 5 заданий по английскому для ваших детей, которые можно делать на смартфоне

Задания на смартфоне, которые помогут вашему ребенку учить английский играючи

Psychologies
Фамильная ценность Фамильная ценность

Юная модель Стейнберг в самоизоляции времени даром не теряет

Vogue
Абсурдное искусство Тео Каккуфы: по мотивам Кафки Абсурдное искусство Тео Каккуфы: по мотивам Кафки

Тео Каккуфа превращает банальные предметы в неожиданные кинетические арт-объекты

Популярная механика
У ребенка аллергия: что делать? У ребенка аллергия: что делать?

Аллерголог-иммунолог отвечает на вопросы о детской аллергии

Мама и малыш
Играет на равных Играет на равных

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

Grazia
Патриарх Иван Ильич, крепостная Брежнева и императрица Катюша Патриарх Иван Ильич, крепостная Брежнева и императрица Катюша

Сергей Ходнев о приключениях русских фамилий и обстоятельств в сериале «Великая»

Weekend
Почему Эр-Рияд сократил добычу еще на 1 млн баррелей: взгляд из Москвы Почему Эр-Рияд сократил добычу еще на 1 млн баррелей: взгляд из Москвы

Решение Саудовской Аравии сократить добычу нефти связано с политической игрой

Forbes
«Возможно, все, кто оглядывался на нас, были русскими»: британцы протестировали «Ниву» и пришли в восторг «Возможно, все, кто оглядывался на нас, были русскими»: британцы протестировали «Ниву» и пришли в восторг

Русский джип в прицеле британского юмора.

Maxim
Сомневаешься в своих силах? 5 типов синдрома самозванца (и как с ними бороться) Сомневаешься в своих силах? 5 типов синдрома самозванца (и как с ними бороться)

Некоторые из нас страдают синдромом самозванца, даже не подозревая об этом.

Playboy
20 правил отличного пикника 20 правил отличного пикника

Рассказываем, как сделать загородную жизнь максимально комфортной

Домашний Очаг
Дарите женщинам цветы! Дарите женщинам цветы!

Уникальный промысел, которому уже 195 лет

Лиза
Джордж Оруэлл Джордж Оруэлл

Правила жизни Джорджа Оруэлла

Esquire
Он изменил с вашей подругой: почему это могло случиться? Он изменил с вашей подругой: почему это могло случиться?

Предательство со стороны самых близких людей всегда болезненно

Psychologies
«Меняли плитку, знаки снесли». Штраф-ловушка для автомобилистов «Меняли плитку, знаки снесли». Штраф-ловушка для автомобилистов

Странный штраф за стоянку в парковочном кармане получила автомобилистка

РБК
Нервы на пределе: почему российские власти рассердились на заметку о рейтинге Путина Нервы на пределе: почему российские власти рассердились на заметку о рейтинге Путина

Связан ли всплеск эмоций посольства с голосованием о поправках в Конституцию?

Forbes
Мужской гиппокамп отличился от женского объемом отдельных структур Мужской гиппокамп отличился от женского объемом отдельных структур

Гиппокамп обладает зависимыми от пола различиями

N+1
12 лучших музыкальных фильмов 12 лучших музыкальных фильмов

В свое время они повлияли на киноиндустрию, а теперь повлияют на вас.

GQ
Открыть в приложении