Перовскит
| Перовскит | |
|---|---|
 Кристалл дизаналита (перовскит с примесями Nb, Ce, Fe) | |
| Формула | CaTiO3 |
| Статус IMA | унаследованный минерал[1] |
| Физические свойства | |
| Цвет | Чёрный, красновато-коричневый, бледно-жёлтый, оранжевый |
| Цвет черты | Сероватая |
| Блеск | Металлический |
| Твёрдость | 5,5 |
| Излом | Раковистый |
| Плотность | 4 г/см³ |
| Кристаллографические свойства | |
| Сингония | Орторомбическая |
 Медиафайлы на Викискладе | |
Перовски́т — сравнительно редкий для поверхности Земли минерал, титанат кальция. Эмпирическая формула: CaTiO3.
Характеристика
Кристаллы перовскита имеют кубическую (псевдокубическую) форму, грани кубов иссечены короткими штрихами, параллельными рёбрам. Нередко кристаллы спаяны по граням кубов. В зависимости от примесей имеет разнообразный цвет: большей частью тёмный (серовато-чёрный, железо-чёрный, красновато-бурый), реже светлый — гиацинтово-красный, померанцево- и медово-жёлтый. Перовскит светлых цветов прозрачен. Твёрдость по минералогической шкале: 5,5 — 6, плотность: 3,97 — 4,0 гр/см3. Кальций может замещаться на Ce, Ti на Nb и Та, могут быть и другие примеси, что приводит к образованию кнопита, дизаналита и лопарита.
Месторождения
Перовскит был обнаружен в 1839 году в Уральских горах Густавом Розе и был назван им в честь русского государственного деятеля графа Л. А. Перовского, который был коллекционером минералов.
Перовскит встречается преимущественно в тальковых и хлоритовых сланцах; в микроскопическом виде найден также в породах вулканического происхождения (в мелилитовом базальте, базальтовой лаве). Месторождения на Урале, в Тироле (Австрия), в Швейцарии, в Финляндии.
Применение
A — атом кальция
B — атом титана
C — атом кислорода
Перовскит — источник титана, ниобия и ряда других элементов. Он весьма известен также благодаря своей кристаллической структуре. Атомы титана в перовските расположены в узлах слабо искажённой кубической решётки. В центрах псевдокубов располагаются атомы кальция. Атомы кислорода образуют вокруг атомов титана практически правильные октаэдры, которые немного развёрнуты и наклонены относительно идеальных положений. Среди соединений, имеющих структуру перовскита, оксиды, галогениды, интерметаллиды. Структурой перовскита (или производной от него) обладают высокотемпературные сверхпроводники, ионные проводники, а также многие магнитные и сегнетоэлектрические материалы.
Журнал «Science» включил перовскит в топ-10 прорывов 2013 года, подразумевая возможность использования его в солнечной энергетике[2].
Структурно сходные соединения
Общепринята точка зрения, что нижняя мантия Земли (слой между глубинами 660 км и 2791 км) состоит на 75-80 % из (Mg,Fe)SiO3 перовскитоподобной фазы, на 5-10 % из CaSiO3 и на 10-15 % из магниевого вюстита и, следовательно, MgSiO3 составляет около половины общего объёма нашей планеты[3].
Структурно подобные перовкситу комплексные полимерные галогениды висмута и сурьмы, разработанные российскими учёными из Института неорганической химии имени А. В. Николаева СО РАН, Института проблем химической физики РАН и аффилированные Сколково, могут стать общим принципом построения полупроводников для будущих перспективных солнечных батарей. Данное исследование позволило получить солнечную батарею с рекордными для галогенидов сурьмы и висмута коэффициентами преобразования света в электричество.[4][5][6][7][8] В отличие, например, от рассмотренного китайскими[9] исследователями в 2018 году перовксито-подобного материала, данный полупроводник не содержит токсичного свинца.
Примечания
- ↑ Nickel E. H., Nichols M. C. IMA/CNMNC List of Mineral Names (March 2007) — 2007.
- ↑ Coontz, Robert (2013-12-19). "Science's Top 10 Breakthroughs of 2013" (англ.). Science. Дата обращения: 15 мая 2014.
{{cite news}}: Шаблон цитирования имеет пустые неизвестные параметры:|coauthors=(справка) - ↑ см. Ringwood (1991); Ono, Oganov (2005)
- ↑ Pavel A. Troshin, Vladimir P. Fedin, Maxim N. Sokolov, Keith J. Stevenson, Nadezhda N. Dremova. Polymeric iodobismuthates {[Bi3I10} and {[BiI4]} with N-heterocyclic cations: promising perovskite-like photoactive materials for electronic devices] (англ.) // Journal of Materials Chemistry A. — 2019-03-12. — Vol. 7, iss. 11. — P. 5957–5966. — ISSN 2050-7496. — doi:10.1039/C8TA09204D.
- ↑ Софья Алимова. Российские ученые разработали новый материал для солнечных батарей. Народные Новости России. Дата обращения: 14 мая 2019.
- ↑ В России разработали новый полупроводник для солнечных батарей. Он не токсичный и очень эффективный! — Хайтек. hightech.fm. Дата обращения: 14 мая 2019.
- ↑ В России создали новый полупроводниковый материал для солнечных батарей. ТАСС. Дата обращения: 14 мая 2019.
- ↑ Ученые Сколтеха разработали новые полупроводниковые материалы для электроники. naked-science.ru. Дата обращения: 14 мая 2019.
- ↑ Wang Yi-Chuen, Lee Ai-Hsuan, Chen Chiing-Chang. Perovskite-like photocatalyst, PbBiO2Br/PbO/g-C3N4: Synthesis, characterization, and visible-light-driven photocatalytic activity (англ.) // Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. — 2018. — December (vol. 93). — P. 315—328. — ISSN 1876-1070. — doi:10.1016/j.jtice.2018.07.037.
Ссылки
- Перовскит в энциклопедии GeoWiki (рус.)
- Справочник «Минералы России»
- Перовскит в базе webmineral.com (англ.)
- Ringwood, A.E. — «Phase transformations and their bearing on the constitution and dynamics of the mantle» (англ.)
- Oganov, A.R., Brodholt, J.P., Price, G.D. — «The elastic constants of MgSiO3 perovskite at pressures and temperatures of the Earth’s mantle» (англ.)
- Ono S., Oganov, A.R. — «In situ observations of phase transition between perovskite and CaIrO3-type phase in MgSiO3 and pyrolitic mantle composition.» (англ.)
