Российские ученые синтезировали новый нанополупроводник
Ученые НИЯУ МИФИ вместе с зарубежными исследователями впервые синтезировали станнат стронция — кристаллическое соединение, которое имеет высокую электропроводность. Оно может использоваться в оптоэлектронике, а также в устройствах памяти и спинтронике (в приборах, где вместо электротока задействован ток спинов).
Авторы причисляют станнат стронция к перовскитам. Так называют соединения с молекулой из пяти атомов, двумя положительными ионами и тремя отрицательными. Ученые по всему миру активно работают над перовскитами, поскольку такие материалы востребованы в солнечной энергетике, нанофотонике, при создании оптических приборов и др.
Вернемся к станнату стронция. Ученым удалось получить его в виде порошка с использованием экологически чистого механохимического синтеза. Соединение состоит из одного атома стронция, атома олова и трех атомов кислорода. По своей структуре материал гибкий, имеет уменьшенные параметры решетки. Его дополняют атомы лантана, рутения и индия. По сути это новый наноразмерный полупроводниковый перовскит.
Эксперименты с синтезированным материалом показали, что добавление атомов рутения стимулирует переход из диэлектрического состояния в полупроводниковое, а затем и в полуметаллическое/металлическое. Ученые утверждают, что это позволяет настраивать электронные характеристики материала. Достаточно лишь регулировать число атомов модифицирующих добавок.
Станнат стронция с добавками имеет более высокую электропроводность и при низких температурах становится ферромагнетиком. То есть, сильно намагничивается и сохраняет намагниченность. С помощью этого свойства, к примеру, можно в разы усилить магнитное поле в сердечнике трансформаторов и экономить электроэнергию.
Пока о внедрении нового материала в каком-либо устройстве или на объекте не сообщают — хочется верить, что он не залежится на полке и найдет место на рынке. К слову, о рынке. Мировой рынок перовскитных солнечных элементов быстро растет. Его объем в этом году составляет в 188,4 миллиона долларов, оценили в Coherent market Insights. К 2031 году он вырастет до 4,3 миллиарда долларов.
Пока по доле рынка доминирует Северная Америка, ее стремится догнать (как несложно догадаться) Азиатско-Тихоокеанский регион. Перовскитные ячейки через пять лет вполне смогут соревноваться с тарифами на электроэнергию в большинстве стран, прогнозируют в Международном энергетическом агентстве.