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 Медиафайлы 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 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[1].

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[2].

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 отличие, 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. см. Ringwood (1991); Ono, Oganov (2005)
  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]