«Русский» минерал перовскит оказался очень и очень непрост, что вновь подтвердило его углублённое исследование. Обнаруженный около 180 лет назад в уральских горах минерал показывает высокую эффективность как в фотоэлектрических панелях, так и в светодиодных источниках света. Но учёные до сих пор не могут понять до конца почему. Новое исследование пролило немного света на эту тайну. Выяснилось, что перовскит представляет собой новое состояние материи — невероятно.

Фотоэлементы из перовскита раз за разом показывают всё лучший и лучший КПД, хотя его кристаллическая структура изобилует дефектами, если сравнивать этот минерал с кристаллическим кремнием и другими полупроводниками. Этот момент всегда ставил исследователей в тупик: почему минерал с дефектами в решётке работает лучше, чем вещество с идеальной кристаллической решёткой? Поэтому именно данный аспект заинтересовал группу учёных с кафедры химии Университета Макгилла (государственный исследовательский университет, расположенный в городе Монреаль, провинция Квебек, Канада).

С помощью насосно-зондовой микроскопии — одного из методов нелинейной оптической визуализации для изучения химических реакций — учёные пронаблюдали за поведением перовскита в динамике, и выяснили, что деформация в кристаллической решётке минерала ведёт не к затуханию энергии, а к её общему увеличению. Это как если бы на батут бросить камень и он постепенно не замер бы в его центре, а наоборот раскачался бы и улетел куда-нибудь.

Подобное «неестественное» поведение перовскита учёные объяснили тем, что его кристаллическая решётка деформируется вслед за движением электрона и ведёт себя подобно жидкости. В процессе движения электрона через минерал возникают и объединяются две квазичастицы — поляритон и экситон. Это похоже по результатам как образование в материале квантовой точки. Точнее, квантовой капли, если говорить о свойствах перовскита, присущих жидкостям.

Утверждается, что такого поведения вещества ещё не наблюдалось, и это стоит отдельного открытия, не говоря о том, что понимание фундаментальных физических процессов в перовскитах поможет значительно улучшить их использование в фотопреобразователях. Добавим, исследование было опубликовано в журнале Physical Review Research.

Источник: 3dnews.ru