A kristályhibák kulcsszerepet játszanak az anyagok tulajdonságaiban: egyesek károsak, míg mások kifejezetten hasznosak bizonyos alkalmazásokhoz, például az elektromos tulajdonságok szabályozásához vagy mesterséges atomok létrehozásához kvantumtechnológiák számára. E hibák azonosítása alapvető fontosságú, ugyanakkor nagy kihívást jelent. A Montpellieri Egyetem, a Kansas Állami Egyetem és a Lengyel Tudományos Akadémia kutatói, együttműködésben a HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont és a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem kutatóival – Dr. Anton Pershinnel és Prof. Gali Ádámmal – új módszertant mutattak be a pontszerű hibák azonosítására. Ez a megközelítés egyesíti az izotópcserét és a kristálymódosulatok szabályozását, valamint a kísérleti eredmények és az első-elvű számítások szisztematikus összehasonlítását. Dr. Anton Pershin és Gali Ádám különösen fontos betekintést nyújtottak a hibatervezési lehetőségekbe első-elvű számítások segítségével, amelyeket kísérleti úton is megerősítettek.
Ezt a módszert hexagonális bór-nitridre (h-BN) és annak UV-emittáló színcentrumára alkalmazták. Az h-BN mátrix izotóptisztításával sikerült feltárniuk egy, a hibához köthető lokális rezgési módust. Az izotópszelektív szén-adalékolás megerősítette, hogy ez a módus egy szénalapú hibának felel meg. További elemzés, amely az h-BN mátrix rétegsorrendjének változtatását is magában foglalta, kimutatta, hogy a különböző hibakonfigurációk eltérő optikai választ adnak a hidrosztatikus nyomásra. Eredményeik arra utalnak, hogy ez az UV-színcentrum egy szén-dimer az h-BN méhsejtrácsában.
Ez a munka azt mutatja, hogy az izotópcsere – mind a gazdaanyagra, mind a szennyezőkre alkalmazva – hatékony eszköz a hibák azonosítására. Emellett a különböző kristálytípusok rétegsorrendjének hangolásával egyedi „ujjlenyomatok” hozhatók létre, amelyek segítik a hibák beazonosítását kétdimenziós anyagokban.
További részletek: itt
