Открыт новый полупроводник с кристаллической решеткой в виде японского узора

Ученые СПбГУ вместе с коллегами из Университета Крита открыли новый полупроводник. Он похож на перовскит и имеет кристаллическую решетку в виде шестиугольных сот.

Исследование проводилось в лаборатории кристаллофотоники СПбГУ, которая была создана благодаря программе мегагрантов Министерства науки и высшего образования России.

Результаты исследования опубликованы в научном журнале Сhemistry of Materials.

Галогенидные перовскиты — это полупроводники, которые хорошо взаимодействуют со светом. Их можно дешево и просто изготовить. Поэтому их используют в устройствах фотоники и оптоэлектроники: от солнечных батарей до лазеров.

Перовскитные кристаллы похожи на каркас из соединенных вершинами октаэдров с полостями внутри. Эти полости заполнены маленькими катионами — положительно заряженными частицами. Ученые создают разные перовскитоподобные кристаллы, соединяя их не только вершинами, но и ребрами или гранями.

При синтезе материалов ученые используют большие органические катионы, например катион 3-цианопиридиния. С его помощью ученые из Санкт-Петербурга смогли сделать стабильной решетку постперовскита.

Благодаря необычной структуре решетки эти соединения обладают новыми свойствами. Они связаны с квантово-механическими и топологическими эффектами.

Старший научный сотрудник лаборатории кристаллофотоники СПбГУ Никита Селиванов создал новое вещество (3-CF3pyH)2 (3-CF3py)Pb3I8. Оно похоже на другие соединения, но имеет особую структуру, напоминающую пчелиные соты или традиционный японский узор «кагомэ».

В этих «сотах» чередуются нейтральные молекулы и органические катионы.

Мы изучали этот необычный материал и обнаружили, что при комнатной температуре он не светится. Но когда мы охладили его до температуры жидкого азота, которая составляет −196 градусов по Цельсию, он начал ярко светиться разными цветами, — рассказала инженер-исследователь лаборатории кристаллофотоники СПбГУ Анна Самсонова.

Ученые из Университета Крита под руководством профессора Джорджа Копидакиса смоделировали электронные свойства «сот». Они рассчитали электронную зонную структуру и обнаружили зоны, которые называются „кагомэ“ и находятся рядом с зоной проводимости.

Профессор Консантинос Стомпос из лаборатории кристаллофотоники СПбГУ и Университета Крита сказал, что эти зоны удивили ученых, потому что обычно их не находят в материалах, которые не проводят электричество и не притягивают магниты.

Надеемся, что будущие эксперименты с внешним воздействием позволят подтвердить нашу гипотезу о том, что  (3-CF3pyH)2 (3-CF3py)Pb3I8 является перспективным квантовым материалом, — пояснил Консантинос Стомпос.

Ранее ученые сообщили об изобретении прозрачных полупроводников.

Иллюстрация: Схема кристаллической решетки нового полупроводника в виде узора «кагомэ». Источник: СПбГУ.

16.01.2025


Подписаться в Telegram



Хайтек

Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность

3D-печать меняет правила игры: она дает б...

Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом

Физики научились управлять светом в кроше...

Тараканы-киборги — спасатели ближайшего будущего
Тараканы-киборги — спасатели ближайшего будущего

От зон стихийных бедствий до экстрем...

Томские ученые раскрыли секреты молекулярных взаимодействий
Томские ученые раскрыли секреты молекулярных взаимодействий

Ученые из Томского политехнического униве...

100 миллионов за молекулярный прорыв: в Уфе запустили супер-спектрометр
100 миллионов за молекулярный прорыв: в Уфе запустили супер-спектрометр

В Уфимском федеральном исследовательском центр...

От идеи до Росатома: история успеха проекта RSP
От идеи до Росатома: история успеха проекта RSP

В НИЯУ МИФИ создали онлайн-сервис —...

CARMA II — автономный робот, который делает ядерные объекты безопаснее
CARMA II — автономный робот, который делает ядерные объекты безопаснее

Передовая роботизированная система CARMA II ус...

Нейросети будущего: поляритоны в СПбГУ бьют рекорды точности
Нейросети будущего: поляритоны в СПбГУ бьют рекорды точности

Ученые из Санкт-Петербургского государств...

MIT учит дронов избегать столкновений: новый метод GCBF+
MIT учит дронов избегать столкновений: новый метод GCBF+

Инженеры из MIT придумали, как сдела...

Фокус на будущее: киноформные линзы меняют правила игры
Фокус на будущее: киноформные линзы меняют правила игры

Сотрудники лаборатории 3D-печати функциональны...

Российский минерал совершил революцию в мире двумерных материалов
Российский минерал совершил революцию в мире двумерных материалов

Ученые Томского политехнического университета ...

Свет из земли: как глина превратилась в дисплей
Свет из земли: как глина превратилась в дисплей

Мир дисплеев скоро изменится благодаря новым м...

В МИФИ создан радиоизотопный прибор для отечественной металлургии
В МИФИ создан радиоизотопный прибор для отечественной металлургии

В Национальном исследовательском ядерном униве...

Преодоление физических барьеров: на пути к новым квантовым технологиям
Преодоление физических барьеров: на пути к новым квантовым технологиям

Комментирует профессор Майя Вергниори, которая...

Впервые в России: в Катайске начали выпуск уникальных насосов
Впервые в России: в Катайске начали выпуск уникальных насосов

Катайский насосный завод, который находится в&...

Ученые ТПУ продемонстрировали, как у капель появляются «пальцы»
Ученые ТПУ продемонстрировали, как у капель появляются «пальцы»

Исследователи из Томского политехническог...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям

Новости компаний, релизы

Более 200 нижегородцев посетили научные кинопоказы честь Дня российской науки
Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
На Фестивале «Москва — Точка старта» победили проекты из МИФИ
Молодых и заслуженных ученых наградили в Хабаровске
Калужан приглашают к участию в XIII сезоне Международного инженерного чемпионата CASE-IN