В журнале Applied Sciences (издательство MDPI) опубликованы результаты исследования методами ab initio возможности формирования новых типов ван-дер-ваальсовых гетероструктур на основе 2D-монослоев борофена и сульфида/селенида рения и прогнозирования их оптоэлектронных свойств. Исследование проведено сотрудниками кафедры радиотехники и электродинамики и отдела математического моделирования СГУ при поддержке гранта Российского научного фонда №21-72-00082. 

В статье «New van der Waals Heterostructures Based on Borophene and Rhenium Sulfide/Selenide for Photovoltaics: An Ab Initio Study» предложены две новые атомные конфигурации ван-дер-ваальсовых гетероструктур: 1) на основе монослоев борофена и сульфида рения ReS2; 2) на основе монослоев борофена и селенида рения ReSe2. При формировании гетероструктур учитывались следующие основополагающие факторы: 1) сочетаемые слои гетероструктуры должны иметь малое расхождение по векторам кристаллической решетки и отличаться по типу проводимости; 2) атомная конфигурация образованной гетероструктуры должна быть энергетически стабильна.  На основании расчетов, выполненных высокоточными методами функционала плотности (DFT), получены энергетически устойчивые атомные конфигурации суперъячеек ван-дер-ваальсовых гетероструктур борофен/ReS2 и борофен/ReSe2. Предложенные атомные конфигурации ван-дер-ваальсовых гетероструктур борофен/ReS2 и борофен/ReSe2 характеризуются металлическим типом проводимости.  В рамках зависящей от времени теории возмущений первого порядка установлено, что синергетический эффект сочетания монослоя триангулированного борофена и монослоев ReS2/ReSe2 приводит к повышенной чувствительности гетероструктур борофен/ReS2 и борофен/ReSe2 к излучению в УФ-диапазоне, что делает их потенциально перспективными материалами для разработки детекторов УФ-излучения в ближнем и дальнем диапазонах. Прогнозируется, что эффективность таких детекторов будет высока, поскольку обе гетероструктуры практически не чувствительны к другим длинам волн. На основании рассчитанных спектров фототока в диапазоне длин волн от 200 до 2000 нм прогнозируется, что исследуемые гетероструктуры борофен/ReS2 и борофен/ReSe2 обладают ярко выраженной способностью к генерации фототока в видимом диапазоне длин волн. Показано, что интегральная величина фототока в видимом диапазоне излучения гетероструктур борофен/ReS2 и борофен/ReSe2 многократно превышает показатели монослоев графена и борофена, а также хорошо коррелирует с данным натурных экспериментов с другими слоистыми вертикальных 2D структурами.

Согласно статистическим данным издательства MDPI статья вызвала интерес у исследователей. Только за первые 3 дня с момента ее опубликования, статья набрала около 200 просмотров и более сотни скачиваний.

Рис. 1. Атомная конфигурация суперъячейки ван-дер-ваальсовой гетероструктуры борофен/ReS2.

Рис. 2. Статистика просмотров и скачиваний статьи согласно данным изд-ва MDPI.