Учёные, как правило, стремятся получать нанотрубки без дефектов структуры, разрабатывая изощрённые технологии для достижения таких целей. Но Ангел Рубио с сотрудниками из университета Барселоны сумели использовать дефекты в нанотрубках из нитрида бора с максимальной пользой. Итогом их исследований являются запатентованые источники света, которые могут быть легко включены в современные технологии микроэлектроники.
Нитрид бора является перспективным материалом в области нанотехнологий, благодаря своим прекрасным изоляционным свойствам, высокому омическому сопротивлению и двумерной гексагональной структуре, аналогичной структуре графена. Однако испускание света нанотрубками нитрида бора происходит в очень ограниченном диапазоне ультрафиолетовой области спектра, это означает, что они не могут применяться там, где требуется излучение в более широком диапазоне частот и простота управления этим излучением.
Исследователи показали, что при приложении электрического поля, перпендикулярного нанотрубке, можно заставить последнюю излучать свет по всему спектру от инфракрасного до дальнего ультрафиолетового. При этом легко управлять излучением, изменяя величину прилагаемого электрического поля. Эта простота управления излучением нанотрубок возможна благодаря их цилиндрической геометрии (они представляют собой трубчатые структуры с длиной порядка несколько микрометров и диаметром порядка нанометров).
Устройство работает на основе использования природных (или индуцированных) дефектов нанотрубок нитрида бора. В частности, дефекты возникают из-за отсутствия атома бора в стенке нанотрубки, что является наиболее распространённым дефектом при её изготовлении. Парадоксально, но именно эти дефекты делают систему эффективно работающей, и, более того, чем больше дефектов у вас есть, тем лучше она функционирует.
Нанотрубки из нитрида бора синтезируются стандартными методами для производства неорганических нанотрубок. В полученных структурах имеются естественные дефекты, и можно получить ещё больше, просто облучив нанотрубки высокоэнергетическими лучами.
Полученное устройство имеет традиционную конфигурацию транзистора, и легко интегрируется с современными технологиями производства электронных приборов.
К сожалению, пока нанотрубки из нитрида бора производятся в очень малых количествах и, до сих пор, не существует экономически обоснованных способов их синтеза в промышленных масштабах.