Учёные из Национального исследовательского ядерного университета МИФИ предсказали свойства новых 2D-материалов — борнитранов, нанопленок на основе нитрида бора. Эти материалы могут стать незаменимыми в оптоэлектронике и космической электронике, рассказали в МИФИ.

2D-нитрид бора - один из самых известных двумерных материалов после графена. Он является структурным аналогом графена, но состоит не из углерода, а из его ближайших соседей по таблице Менделеева - бора и азота. Российские учёные высказали предположение, что под давлением из 2D-нитрида бора можно получить ковалентно связанные нанопленки. Они назвали эти материалы борнитранами по аналогии с диаманами — алмазными пленками нанометровой толщины, предсказанными российским учёным Леонидом Чернозатонским в 2009 году и синтезированными в 2019 году.

«Особенно интересны "муаровые" борнитраны, в которых слои повернуты друг относительно друга на угол, близкий к 30 градусам. В таком материале энергии электронов концентрируются вблизи нескольких значений, что увеличивает вероятность их резонансного возбуждения светом. Это делает материал полезным для оптоэлектронных устройств, основанных на нелинейных резонансных эффектах», — рассказал соавтор работы, профессор кафедры физики конденсированных сред Института нанотехнологий в электронике, спинтронике и фотонике Константин Катин.

Еще одна важная особенность борнитранов, предсказывают учёные, состоит в том, что свет подходящей поляризации может возбуждать в этих материалах только те электроны, спин которых направлен определенным образом. На основе этого эффекта в будущем можно создать быстродействующие спиновые транзисторы, логические схемы и элементы памяти. В отличие от обычных электронных устройств, спинтронные устройства не так чувствительны к дефектам в материале, благодаря чему они устойчивы к радиации и поэтому могут применяться в космосе.

«Сегодня мы ищем экспериментаторов, готовых синтезировать и исследовать борнитраны. Интересно, что гексагональный 2D-нитрид бора впервые был получен на большой площади с участием российских учёных, учеников Леонида Чернозатонского», — добавил Константин Катин.