Сообщить об ошибке на сайте
URL
Ошибка
Чистая энергия

Исследователи указали характер движения частиц, проводящих ток в перовскитах — материалах солнечных батарей будущего по версии журнала Science. Результаты, опубликованные в журнале Physics Review B, позволят ученым искать нужный состав перовскита не «вслепую», а имея представление о его фундаментальных свойствах.

Исследовательскими работами занималась международная команда ученых из МФТИ, Ростова-на-Дону, Китая, Германии и Франции.

Перовскиты — класс веществ, имеющих почти идеальную структуру, и это «почти» — самое полезное в них свойство. Благодаря своей неидеальности перовскиты — основа большинства современных высокотемпературных сверхпроводников. Они также позволяют делать гибкие солнечные батареи без использования редкоземельных металлов, чем сильно удешевляют технологию.

Чтобы понять, какие частицы являются проводящими, ученые прикладывали к образцам напряжение разной частоты, замеряя зависимость индуцируемого тока от частоты. Чтобы не пропустить никаких деталей, они мерили частотные и температурные зависимости проводимости и диэлектрической проницаемости в очень широком диапазоне частот (5 — 3000 см-1) и температур (10 — 300 К или −263 — 27 °C). Но даже этого оказалось недостаточно, чтобы понять, какие заряды ответственны за протекание электрического тока в этих соединениях. Поэтому было произведено сравнение свойств перовскитов с разным соотношением кальция (Ca) и празеодима (Pr).

В результате команда ученых во главе с руководителем лаборатории терагерцевой спектроскопии Борисом Горшуновым обнаружила, 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 — «гнет» кристалл, действующий в ответ на электрон.

Перовскиты со своей почти идеальной структурой замечательно подходят для возникновения таких пар «кристалл-электрон». Более того, выяснилось, что они в большом количестве двигаются как единое целое — когерентно, то есть механизм проводимости является, что называется, зонным. Это значит, что проводимость осуществляется не путем перескока поляронов по локализованным состояниям, а практически в виде движения свободных частиц.

Теперь, с экспериментально подтвержденным знанием о виде и характеристиках проводящих частиц, исследования перовскитов должны получить мощный рывок и приблизить их масштабное коммерческое применение. Например, уже существует опытный образец высокоэффективной и дешевой установки по разделению воды на кислород и водород, основанной на перовскитах. Также они обладают отличными показателями для светодиодов, хотя пока работают лишь при температурах жидкого азота.

Подписывайтесь на наши каналы в Telegram

«Хайтек» - новости онлайн по мере их появления

«Хайтек» Daily - подборки новостей 2 раза в день

перейдите по одной из ссылок и нажмите кнопку Join
«Технология CRISPR позволит избежать голода в будущем»
Сельское хозяйство
Бывший глава ФРС Бен Бернанке: «Курс биткойна рухнет»
Криптовалюты
Искусственная поджелудочная с помощью ИИ борется с диабетом
Медицина будущего
В Британии запустят крупнейшую фабрику хранения энергии
Хранение энергии
Google X начала тестировать доставку еды и медикаментов в Австралии
Дроны-курьеры
В МТИ нашли способ снизить стоимость опреснения воды
Чистая вода
Общественное питание
Кимбал Маск: «Производство еды ожидают беспрецедентные инновации»
Verizon запустит первую коммерческую сеть 5G в 2019 году
Переход на 5G
Британия планирует стать лидером в ИИ
Искусственный интеллект
Технологии оказали самое большое влияние на жизнь граждан США
Мнения
Южная Корея обложит криптовалюты налогами
Тренды
Фермы в контейнерах защитят урожай от ураганов
Агроинновации
JPMorgan создаст платежную сеть на блокчейне
Блокчейн
Транспорт будущего
В Пекине запускают первую маглев-линию
Toyota выпустит говорящие и чувствующие беспилотники к 2020 году
Беспилотные автомобили
«В первую очередь, мы изучали компетенции будущего Future Skills»
Кейсы
Соцсети блокируют реальность
Тренды
IoT совершит революцию в сельском хозяйстве
Интернет вещей
Криптовалюты
На майнинг одного биткойна уходит энергии, как на целый дом за месяц
Iron Ox «изобретает» автоматизированное сельское хозяйство
Еда будущего
6 сценариев техноапокалипсиса
Мнения
ИИ от Google превзошел людей в обучении ИИ
Идеи
Космические планы
Ионный двигатель NASA доставит человека на Марс за две недели
Raspberry Pi-Top — модульный ноутбук для начинающих программистов
Тренды
Новый процесс 3D-печати подходит для всех типов спекаемых металлов
3D-технологии
Открытый исходный код сделает протезы доступными и дешевыми
Медицина будущего
«Первое время я толком не понимала, что такое World Skills»
Тренды
В Норвегии могут ввести разовый налог на электромобили
Электромобили
Биохакер учит людей самостоятельно менять свою ДНК
Биоредактирование
Авиация
Spike испытала прототип сверхзвукового пассажирского самолета
«ИИ станет использовать людей как ботов для выполнения своих задач»
Искусственный интеллект
Yamaha представила Motoroid — концепт мотоцикла с ИИ
Электромотоциклы
Власти США одобрили использование робота-хирурга
Медицинские роботы
«Криптовалюты избавят людей от уплаты банковских комиссий»
Криптовалюты
Маск: «Наш корабль сядет на Марс даже при отказе части двигателей»
Космос
«Электрические самолеты появятся не ранее, чем через 15-20 лет»
Мнения
Ураганы привели к буму домашних систем хранения энергии в США
Тренды
Открыт новый метод измерения спинового тока в квантовых материалах
Научные разработки
Shell выкупила крупнейшую европейскую сеть электрозаправок
Электротранспорт
Автономный робот STAR удалил опухоль лучше хирургов
Медицинские роботы
Криптовалюты
В России точно появится крипторубль
К 2019 году Baidu начнет массовое производство автономных автомобилей
Беспилотные автомобили
На World Skills выступит рекордное количество участников из России
Тренды
Финтех
IBM запускает международные блокчейн-платежи
С Gluon создавать нейронные сети будет так же просто, как приложения
Нейронные сети
«Великобритания может возглавить ИИ-революцию»
Искусственный интеллект
Илон Маск признался, что владеет двумя бензиновыми автомобилями
Кейсы
В США строят крупнейшую виртуальную солнечную электростанцию
Чистая энергетика
Virgin Hyperloop One вернет людям радость путешествий
Транспорт будущего