Перовскит

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 г/см³. Кальций может замещаться на Ce, Ti на Nb и Та, могут быть и другие примеси, что приводит к образованию кнопита, дизаналита и лопарита.

Перовскит был обнаружен в 1839 году в Уральских горах Густавом Розе и был назван им в честь минералолога графа Л. А. Перовского.

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), а также в Швейцарии и Финляндии.

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^[3].

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 CaSiO₃ и на 10—15 % из магниевого вюстита, и, следовательно, MgSiO₃ составляет около половины общего объёма нашей планеты^[4].

Структурно подобные перовскиту 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^{[5][6][7][8][9][10]}. В отличие, например, от рассмотренного китайскими исследователями в 2018 году перовксито-подобного материала^[11], данный полупроводник не содержит токсичного свинца.

В 2025 году учёные СПбГУ обнаружили в перовските MAPbI3 (соединение йода, свинца и органического катиона метиламмония, использующееся для солнечных элементов и оптоэлектроники) при помощи метода спектроскопии спинового шума свободные положительные носители заряда, у которых рекордно долго для этих материалов сохраняется время спиновой когерентности. Для изучения случайных колебаний спинов в слабом магнитном поле без возбуждения системы физики использовали слабый инфракрасный лазер. Также эксперимент показал, что материал по-разному реагирует на магнитное поле в зависимости от направления^[12].