Language
Country/Area
No result found
Cấu trúc bí mật của perovskite: Tại sao dạng tinh thể này lại đặc biệt như vậy?
Trong thế giới khoa học, perovskite đã thu hút sự chú ý của vô số nhà nghiên cứu nhờ cấu trúc tinh thể đặc biệt của nó. Là một loại perovskite được cấu thành từ khoáng chất perovskite, những tính chất độc đáo của perovskite khiến nó trở thành một vật liệu quan trọng trong khoa học vật liệu hiện đại và nghiên cứu không gian.
Bối cảnh lịch sửPerovskite có công thức hóa học là CaTiO3, và tính độc đáo của cấu trúc này nằm ở khả năng điều chỉnh mạnh mẽ, cho phép nhiều cation khác nhau được nhúng vào trong nó, do đó tạo thành nhiều loại vật liệu kỹ thuật khác nhau.
Việc phát hiện ra perovskite có từ năm 1839, khi nhà khoáng vật học người Đức Gustav Rose phát hiện ra nó ở dãy núi Ural của Nga và đặt tên theo nhà khoáng vật học người Nga Lev Perrot. Nó được đặt theo tên của Lev Perovski. Cấu trúc tinh thể đáng chú ý của perovskite lần đầu tiên được Victor Goldschmidt mô tả vào năm 1926 và được Helen Dick Megaw mô tả thêm vào năm 1945 bằng cách sử dụng dữ liệu nhiễu xạ tia X. Cấu trúc đã được xác nhận.
Sự tồn tại và phân bố của perovskite
Perovskite chủ yếu được tìm thấy trong lớp phủ của Trái đất, đặc biệt là trong đá silicat và đá giàu canxi của dãy núi Kirkbyna. Nó thường có dạng các tinh thể nhỏ không đều hoặc không đều, lấp đầy khoảng trống giữa các silicat mà từ đó đá được hình thành. Ngoài Trái Đất, perovskite cũng được tìm thấy trong một số thiên thạch, đặc biệt là trong các tạp chất giàu canxi-nhôm.
Trong các ngôi sao và sao lùn nâu, sự hình thành các hạt perovskite dẫn đến sự cạn kiệt titan oxit trong quang quyển, điều này càng làm tăng thêm tầm quan trọng của perovskite trong thiên văn học.
Tính chất vật lý
Tính chất vật lý của perovskite cũng đáng kinh ngạc không kém. Cấu trúc tinh thể của nó thuộc nhóm không gian Pbnm và có dạng gần như khối lập phương. Các cation vị trí A trong perovskite thường là kim loại kiềm thổ hoặc các nguyên tố đất hiếm, trong khi các cation vị trí B là nhiều kim loại chuyển tiếp khác nhau. Đặc điểm cấu trúc này mang lại cho perovskite tính ổn định rộng rãi, đặc biệt khi ứng dụng trong khả năng chống đá vàng.
Các dẫn xuất perovskite
Sự đa dạng của perovskite không chỉ giới hạn ở các thành phần cơ bản của chúng mà còn bao gồm nhiều dẫn xuất khác nhau. Công thức hóa học của perovskite kép là A'A"B'B"O6. Một nửa số vị trí B trong cấu trúc này được thay thế, tạo ra các tính chất điện và quang đa dạng. Các tính chất điện và tiềm năng ứng dụng của các cấu trúc này đã khiến chúng được nghiên cứu rộng rãi trong vật liệu điện tử và năng lượng mặt trời.
Đối với perovskite chiều thấp, khi cation vị trí A nhỏ, cấu trúc 3D được hình thành, trong khi khi cation vị trí A lớn, cấu trúc tấm mỏng 2D có thể được hình thành.
Khám phá tương lai
Khi các nhà khoa học nghiên cứu sâu hơn về cấu trúc của perovskite, họ phát hiện ra tiềm năng của nó trong nhiều công nghệ mới nổi, đặc biệt là trong pin mặt trời và các thiết bị điện tử. Do đó, việc khám phá cấu trúc và ứng dụng của nó đã trở thành chủ đề nóng trong khoa học vật liệu hiện nay. Cấu trúc bí mật của perovskite ẩn chứa tiềm năng chưa được khám phá nào? Có lẽ nó sẽ đóng vai trò lớn hơn trong công nghệ tương lai?
