Перовскит

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Перовскит
Dysanalyt - Magnet Cove, Arkansas, USA.jpg
Кристалл дизаналита (перовскит с примесями Nb, Ce, Fe)
Формула CaTiO3
Физические свойства
Цвет Чёрный, красновато-коричневый, бледно-жёлтый, оранжевый
Цвет черты Сероватая
Блеск Металлический
Твёрдость 5,5
Излом Раковистый
Плотность 4 г/см³
Сингония Орторомбическая
Commons-logo.svg Перовскит на Викискладе

Перовски́т — сравнительно редкий для поверхности Земли минерал, титанат кальция. Эмпирическая формула: CaTiO3.

Характеристика[править | править код]

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[править | править код]

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[править | править код]

Структура перовскита:
A — атом кальция
B — атом титана
C — атом кислорода

Перовскит — источник Ti, Nb 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 знаменитые 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[1]. И это уже подтверждено в новейших разработках учёных [2].

Структурно сходные соединения[править | править код]

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 CaSiO3и на 10-15 % из магниевого вюстита и, следовательно, MgSiO3 составляет около половины общего объёма нашей планеты (см. Ringwood (1991); Ono, Oganov (2005)).

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.[3][4][5][6][7] В отличии, например, от рассмотренного китайскими[8] исследователями в 2018 году перовксито-подобного материала, данный полупроводник не содержит токсичного свинца.

Примечания[править | править код]

  1. Coontz, Robert. Science's Top 10 Breakthroughs of 2013 (англ.), Science (19 December 2013). Дата обращения 15 мая 2014.
  2. Изобретение строгого режима
  3. 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.
  4. Софья Алимова. Российские ученые разработали новый материал для солнечных батарей. Народные Новости России. Дата обращения 14 мая 2019.
  5. В России разработали новый полупроводник для солнечных батарей. Он не токсичный и очень эффективный! — Хайтек. hightech.fm. Дата обращения 14 мая 2019.
  6. В России создали новый полупроводниковый материал для солнечных батарей. ТАСС. Дата обращения 14 мая 2019.
  7. Ученые Сколтеха разработали новые полупроводниковые материалы для электроники. naked-science.ru. Дата обращения 14 мая 2019.
  8. 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. [исправить]

Ссылки[править | править код]