Перовскит — минерал, состоящий из оксида перовскита, с химической формулой CaTiO3. Этот уникальный минерал вызвал большой интерес в научном сообществе, особенно к вопросам формирования и эволюции межзвездной материи. Перовскит назван в честь русского минералога Льва Перовского и впервые был обнаружен на Урале в России в 1839 году. Со временем ученые продолжили изучать перовскиты, выявив их важность в нескольких различных областях, особенно в межзвездном пространстве.
Кристаллическая структура перовскитов может содержать множество катионов, что позволяет ученым разрабатывать широкий спектр инженерных материалов для самых разных применений.
Перовскиты, по-видимому, являются частью мантии Земли, а также встречаются в некоторых метеоритах, в частности, в некоторых хондритах есть богатые кальцием и алюминием включения. Это привело к любопытству по поводу присутствия перовскитов в других небесных телах, особенно в звездах и коричневых карликах.
В звездах и коричневых карликах образование частиц перовскита приводит к обеднению спектра оксидом титана. В низкотемпературных звездах оксид титана играет важную роль и имеет в своем спектре явные полосы поглощения, но при дальнейшем понижении температуры образуется CaTiO3, а при температуре ниже 2000К TiO практически не обнаруживается. Этот процесс позволяет ученым определить границу между охлажденными M-карликами и более холодными L-карликами.
Образование и существование перовскитов не только демонстрирует их важность во Вселенной, но и продвигает понимание звездной эволюции.
Как кристалл, перовскит имеет приблизительно кубическую структуру и обладает многими физическими свойствами. Кристаллическая форма перовскитов обычно представляет собой кубы неправильной формы с полосами разных цветов, включая черный, коричневый, серый и желтый. Эти свойства позволяют иногда путать перовскит с другими минералами, такими как галенит, но тонкие различия в его кристаллической структуре и свойствах позволяют экспертам заметить разницу.
Стабильность и устойчивость перовскита связаны с октаэдрическим фактором. При несоблюдении определенных условий перовскит предпочтительно выбирает слоистую геометрию. Это позволяет перовскитам проявлять уникальную структурную пластичность, что имеет решающее значение для их будущего применения.
В семействе перовскитов существует двойной перовскит (двойной перовскит), химическая формула которого — A’A»B’B»O6, где A представляет собой щелочноземельный или редкоземельный металл, а B – переходный металл. Различное расположение этой структуры обеспечивает более широкий спектр применения перовскитов, особенно в материаловедении, где двойные перовскиты привлекли внимание своими уникальными свойствами.
В области низкоразмерных перовскитов ученые исследовали одномерные, двумерные и нульмерные перовскитные материалы. Эти материалы обладают различными физическими свойствами из-за эффектов квантового ограничения. Эти свойства могут открыть возможности для будущих разработок. Использование экологически чистых энергетических материалов, таких как бессвинцовые солнечные элементы на основе перовскита, вселяет надежду.
Исследования перовскитов продолжаются, что дает нам более глубокое понимание этого загадочного минерала. Ее существование и роль в межзвездной среде не только обогащают наше понимание Вселенной, но и открывают новые направления для исследований свойств и структуры материи. Сделает ли разнообразие и потенциал применения перовскита одним из основных материалов будущей технологической революции?