본 연구에서는 밀도범함수이론을 이용하여, B-C 평면 밖에 X 원자(X = N, P, As)를 갖는 새로운 2차원 BC[Formula: see text]X 단층을 예측하였다. BC[Formula: see text]X 단층의 구조적, 전자적, 광학적, 광촉매 및 열전(thermoelectric) 특성을 조사하였다. BC[Formula: see text]X 단일층의 안정성 평가는 포논 분산, ab-initio 분자동역학(AIMD) 시뮬레이션, 탄성 안정성 및 응집에너지 연구를 통해 수행하였다. 기계적 특성은 고려된 모든 단층이 안정하며 취성(brittle) 성질을 갖는다는 것을 보여준다. HSE06 기능을 사용한 밴드 구조 계산 결과, BC[Formula: see text]N, BC[Formula: see text]P 및 BC[Formula: see text]As는 각각 2.68 eV, 1.77 eV 및 1.21 eV의 간접 밴드갭을 갖는 반도체 단층임이 확인되었다. 흡수 스펙트럼은 전자기 스펙트럼의 자외선 영역에서 BC[Formula: see text]X 단층이 큰 흡수 계수를 나타냄을 보여준다. 또한, BC[Formula: see text]N 및 BC[Formula: see text]P 단층이 광촉매 물 분해(photocatalytic water splitting)에 대해 잠재적으로 우수한 후보임을 제시한다. BC[Formula: see text]X의 전기 전도도는 매우 작으며, 온도를 상승시키면 약간 증가한다. n-도핑 영역에서 p형 영역에 비해 더 큰 파워 팩터(power factor)가 관측됨에 따라, 전자 도핑은 연구된 단층의 전기적 생산성(electric productivity)을 정공 도핑보다 더 크게 만들 수 있음을 시사한다. 이러한 결과는 BC[Formula: see text]X (X = N, P, As) 단층이 전자, 광학 및 에너지 전환 시스템을 위한 새로운 유망 2DMs(2차원 소재) 계열임을 보여준다.

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