Борофен — двумерный лист бора — весьма любопытный элемент. В объемной форме это неметаллический полупроводник, а в 2D — металлический проводник. При этом он более гибкий, прочный и легкий, чем его углеродный аналог графен. Эти свойства делают борофен многообещающим материалом для создания электронных устройств следующего поколения, биосенсоров, детекторов света и квантовых компьютеров, пишет Phys.org.

Для работы электронных устройств качественные одиночные кристаллы должны распределяться по большой поверхности субстрата, на котором растут. Например, современные микрочипы используют отдельные кристаллы кремния и других полупроводников. Чем больше область определенной поляризации области кристалла, его домена, тем выше подвижность электронов, а значит — и производительность устройства.

Ученым из Брукхейвенской национальной лаборатории и Йельского университета удалось увеличить размер доменов в одном кристалле в миллион раз.

Для начала ученые изучили рост борофена на серебряной поверхности при разных температурах. Во время и после роста они бомбардировали образец лучом медленных электронов и анализировали дифракцию электронов низкой энергии, когда те отражались от кристаллической поверхности. Медленные электроны достигали только первых атомных слоев материала. Расстояние между отраженными электронами соответствовало расстоянию между атомами на поверхности. Обладая этой информацией, ученые смогли реконструировать кристаллическую структуру.

На этом этапе домены выращенных кристаллов были размером всего несколько десятков нанометров — все еще слишком маленькими для практического применения. Тогда физики сменили подложку с серебряной на медную, которая лучше взаимодействует с борофеном. Оказалось, что полученные кристаллы не только стали крупнее, но и поменяли структуру.

Следующим шагом станет перенос листов борофена с медной подложки на изолирующие основания. Так команда точно измерит сопротивляемость и другие электрические свойства, важные для понимания функциональности устройств.

При помощи нитрида бора другая команда американских ученых смогла изменить электропроводность графена. Пока из графена все еще не получилось полупроводника, который бы работал в обычной электронике при комнатных температурах. Но ученые уверены, что находятся на правильном пути.