Новые двумерные материалы для космической электроники изучают в МИФИ

Новые материалы представляют собой нанопленки на основе нитрида бора и обладают рядом уникальных и перспективных свойств. Следует отметить, что 2D нитрид бора занимает второе место среди двумерных материалов после графена по широте использования. Будучи структурным аналогом графена, нитрид бора включает в свой состав не углерод, а его «соседей» по таблице Менделеева — бор и азот.

По мнению исследователей, под давлением 2D нитрид бора можно трансформировать в ковалентно связанные нанопленки. Такие плёнки были названы «борнитранами» по аналогии с диаманами*. Похожие плёнки уже известны в мировом научном сообществе, однако их размер не превышал нескольких микрон.

Наиболее перспективным для дальнейшей разработки является такой вариант борнитрана (муаровый борнитран), в котором слои повернуты друг относительно друга примерно на 30 градусов, что обуславливает разницу в длине связей между слоями. Образующиеся в результате этого напряженные межслоевые связи с отклоняющимися от равновесного значения длинами влекут концентрацию энергии электронов в материале вблизи нескольких значений, что, в свою очередь, даёт возможность их резонансного возбуждения светом. Это свойство особенно ценно в свете использования борнитранов при изготовлении оптоэлектронных устройств, основанных на нелинейных резонансных эффектах.

Помимо описанных выше особенностей, муаровых борнитраны обладают также необычными электрон-дырочными парам: поведение электронов и дырок внутри материала отличается от такового в традиционных полупроводниках. Эти эффекты еще предстоит изучить и описать.

Более того, свет подходящей поляризации может возбуждать только те электроны в борнитранах, спин которых направлен определенным образом. Таким образом ток спинов можно применять для передачи и хранения данных. Это свойство сможет найти применение при создании быстродействующих спиновых транзисторов, логических схем и элементов памяти. Такие спинтронные устройства будут менее чувствительны к дефектам в материале, что сделает их устойчивыми к радиации, а следовательно — применимыми для космической электроники.

* Диаманы — алмазные «пленки» нанометровой толщины, которые были предсказаны российским ученым Леонидом Чернозатонским в 2009 г. и затем синтезированы спустя 10 лет в 2019г.

По материалам russianelectronics.ru