Цивилизация
Международная команда ученых из России, Китая, Германии и Франции выяснила характер движения частиц, проводящих ток в перовскитах — материалах солнечных батарей будущего. Результаты работы, опубликованные в журнале Physics Review B, позволят ученым искать нужный состав перовскита не «вслепую», а имея представление о его фундаментальных свойствах.
Перовскиты — класс веществ, имеющих почти идеальную структуру, и это «почти» как раз и есть самое полезное в них. Именно из-за своей неидеальности перовскиты — основа большинства современных высокотемпературных сверхпроводников. Они также позволяют делать гибкие солнечные батареи без использования редкоземельных металлов, что позволит снизить их стоимость и производить в больших объемах. В своей работе ученые выясняли, как именно функционирует механизм проводимости одного их соединений перовскитов.
Физики выяснили, что в перовскитах, имеющих формулу Pr1-xCaxMnO3, существует проводимость, связанная с так называемыми поляронами. Полярон — это электрон, который при своем распространении смещает ионы кристаллической решетки со своих мест собственным полем — то есть «гнет» кристалл. Перовскиты со своей почти идеальной структурой замечательно подходят для возникновения таких пар «кристалл — электрон». Более того, оказывается, что они в большом количестве двигаются как единое целое — когерентно, то есть механизм проводимости является, что называется, зонным. Другими словами, проводимость осуществляется не путем перескока поляронов по локализованным состояниям, а практически так же, как свободными частицами.
Теперь, как утверждают авторы исследования, с экспериментально подтвержденным знанием о виде и характеристиках проводящих частиц исследования перовскитов должны получить мощный рывок и приблизить их масштабное коммерческое применение.
