Перовскит

Перовскит — это общее название для класса материалов, которые имеют кристаллическую структуру, идентичную или схожую со структуром природного минерала титаната кальция (CaTiO₃). Ключевой особенностью является характерная для перовскитов ABX₃ кристаллическая решётка, где позиции A и B занимают различные катионы, а X — анион (чаще всего кислород, галоген или халькоген). Эта структура обладает удивительной гибкостью, позволяя замещать элементы в узлах решётки на большую часть таблицы Менделеева, что даёт возможность тонко настраивать электрофизические, оптические и магнитные свойства материала. Благодаря этому, термин «перовскит» относится не к одному веществу, а к обширному семейству соединений с уникальными и легко регулируемыми характеристиками.

Значение и применение

Исключительный научный и технологический интерес к перовскитам обусловлен их выдающимися функциональными свойствами, которые делают их перспективными для прорывных технологий. Наиболее значимым достижением стало создание на их основе высокоэффективных и относительно дешёвых фотоэлектрических элементов: КПД солнечных батарей из перовскитов всего за десятилетие вырос с 3% до свыше 25%, что сравнимо с лучшими кремниевыми аналогами. Помимо фотовольтаики, эти материалы являются основой для светоизлучающих диодов (PeLED) следующего поколения, лазеров, детекторов излучения, а также перспективных катализаторов. Отдельное направление — использование перовскитов в качестве активного слоя в резистивной памяти (мемристорах) для создания нейроморфных вычислений. Однако основной вызов для их коммерциализации заключается в решении проблем долговременной стабильности и деградации под воздействием влаги, кислорода и тепла.