Оптические свойства ван-дер-ваальсовых гетероструктур на основе 2D-монослоев борофена, нитрида галлия и оксида цинка

Рассмотрены две новые атомные модели ван-дер-ваальсовых вертикальных гетероструктур типа металл–полупроводник на основе 2D-монослоя гофрированного борофена с треугольной кристаллической решеткой, обладающего металлической проводимостью, и графеноподобных 2D-монослоев нитрида галлия GaN и оксида цинка ZnO, являющихся полупроводниками. С помощью теории функционала плотности найдены равновесные конфигурации суперячеек гетероструктур борофен/GaN и борофен/ZnO и показана их термодинамическая стабильность при комнатной температуре. В рамках нестационарной теории возмущения первого порядка рассчитаны оптические характеристики – комплексная диэлектрическая проницаемость и коэффициент поглощения - в диапазоне длин волн электромагнитного излучения 0.2–2 $\mu$m. Установлено наличие анизотропии оптических свойств гетероструктур борофен/GaN и борофен/ZnO при выборе направлении поляризации света, обусловленной различным проявлением оптических свойств составляющих гетероструктуры монослоев. Обнаружен синергетический эффект от сочетания монослоев борофена и ZnO в составе вертикальной гетероструктуры борофен/ZnO, проявляющийся в виде возрастающего участка характеристик действительной и мнимой частей комплексной диэлектрической проницаемости в области инфракрасного излучения для обоих направлений поляризации света. Прогнозируется, что на основе гетероструктур борофен/GaN и борофен/ZnO могут быть созданы детекторы УФ излучения.