Language
Country/Area
No result found
البنية السرية للبيروفسكايت: لماذا يعتبر هذا الشكل البلوري مميزًا جدًا؟
الخلفية التاريخيةيحتوي البيروفسكايت على الصيغة الكيميائية CaTiO3، وتكمن خصوصية هذا الهيكل في قابليته القوية للضبط، مما يسمح بتضمين العديد من الكاتيونات المختلفة فيه، وبالتالي تشكيل مجموعة واسعة من المواد الهندسية.
يعود اكتشاف البيروفسكايت إلى عام 1839، عندما اكتشفه عالم المعادن الألماني جوستاف روز في جبال الأورال في روسيا وأطلق عليه اسم عالم المعادن الروسي ليف بيروت. وقد سمي بهذا الاسم نسبة إلى ليف بيروفسكي. تم وصف البنية البلورية الرائعة للبيروفسكايت لأول مرة بواسطة فيكتور جولدشميت في عام 1926، وتم وصفها لاحقًا بواسطة هيلين ديك ميجاو في عام 1945 باستخدام بيانات حيود الأشعة السينية. وتم تأكيد البنية.
وجود وتوزيع البيروفسكايت
توجد البيروفسكايتات بشكل أساسي في وشاح الأرض، وخاصة في الصخور السيليكاتية والصخور الغنية بالكالسيوم في جبال كيركبينا. وعادة ما يأخذ شكل بلورات صغيرة غير منتظمة أو شبه منتظمة تملأ الفراغات بين السيليكات التي تشكلت منها الصخرة. بالإضافة إلى الأرض، تم العثور على البيروفسكايت أيضًا في بعض النيازك، وخاصة في الشوائب الغنية بالكالسيوم والألومنيوم.
في النجوم والأقزام البنية، يؤدي تكوين حبيبات البيروفسكايت إلى استنفاد أكسيد التيتانيوم في الغلاف الضوئي، مما يزيد من أهمية البيروفسكايت في علم الفلك.
الخصائص الفيزيائية
إن الخصائص الفيزيائية للبيروفسكايت مذهلة بنفس القدر. ينتمي هيكلها البلوري إلى المجموعة الفضائية Pbnm ويظهر شكلًا مكعبًا تقريبًا. تكون كاتيونات الموقع A في البيروفسكايت عادةً عبارة عن معادن قلوية ترابية أو عناصر أرضية نادرة، في حين تكون كاتيونات الموقع B عبارة عن معادن انتقالية مختلفة. تمنح هذه الميزة البنيوية البيروفسكايت مجموعة واسعة من الاستقرار، وخاصة في التطبيقات في مقاومة الصخور الذهبية.
مشتقات البيروفسكايت لا يقتصر تنوع البيروفسكايت على مكوناته الأساسية، بل يشمل أيضًا مشتقاته المختلفة. الصيغة الكيميائية للبيروفسكايت المزدوج هي A'A"B'B"O6. يتم استبدال نصف مواضع B في هذا الهيكل، مما يؤدي إلى تنوع الخصائص الكهربائية والبصرية. إن الخصائص الكهربائية وإمكانات تطبيق هذه الهياكل جعلتها موضع دراسة واسعة النطاق في المواد الإلكترونية ومواد الطاقة الشمسية.بالنسبة للبيروفسكايتات منخفضة الأبعاد، عندما يكون الكاتيون في الموقع A صغيرًا، يتم تكوين بنية ثلاثية الأبعاد، بينما عندما يكون الكاتيون في الموقع A كبيرًا، يمكن تكوين بنية صفائحية رقيقة ثنائية الأبعاد.
استكشاف المستقبل
مع تعمق العلماء في بنية البيروفسكايت، فإنهم يكتشفون إمكاناته في العديد من التقنيات الناشئة، وخاصة في الخلايا الشمسية والأجهزة الإلكترونية. ولذلك، أصبح استكشاف بنيتها وتطبيقاتها موضوعًا ساخنًا في علم المواد الحالي. ما هي الإمكانات غير المكتشفة التي يخفيها الهيكل السري للبيروفسكايت؟ وربما يلعب دورًا أعظم في التكنولوجيا المستقبلية؟
