Оптические и оптоэлектронные свойства оксидированного борофена и ван-дер-ваальсовых гетероструктур на его основе

Методами ab initio проведен прогностический анализ возможности управления оптическими и оптоэлектронными свойствами ван-дер-ваальсовых квази-2D-гетероструктур, образованных гофрированным борофеном с треугольной кристаллической решеткой и монослоями графеноподобных нитрида галлия GaN и оксида цинка ZnO, за счет функционализации борофена кислородом. Обнаружено появление энергетической щели в зонной структуре исследуемых ван-дер-ваальсовых гетероструктур борофен/GaN и борофен/ZnO, обусловленное наличием щели между валентной зоной и зоной проводимости в электронном строении оксидированного (О-) борофена. Показано, что в случае поляризации света в направлении, перпендикулярном зигзагообразному краю атомной решетки борофена, в видимом диапазоне спектра поглощения гетероструктур на основе О-борофена и монослоев GaN/ZnO появляется пик с интенсивностью порядка 30%, в то время как у гетероструктур с чистым борофеном поглощение в видимом диапазоне составляло не более 5–10%. Выявлено, что профили спектра фототока гетероструктур О-борофен/GaN и О-борофен/ZnO имеют схожий вид со спектрами О-борофена. Прогнозируется, что гетероструктуры О-борофен/GaN и О-борофен/ZnO могут быть перспективны в качестве чувствительных элементов солнечных батарей, работающих как на поверхности Земли, так и за ее пределами.