Anisotropic and outstanding mechanical, thermal conduction, optical, and piezoelectric responses in a novel semiconducting BCN monolayer confirmed by first-principles and machine learning

单层 材料科学 石墨烯 各向异性 热膨胀 凝聚态物理 压电 密度泛函理论 纳米技术 复合材料 计算化学 化学 光学 物理
作者
Bohayra Mortazavi,Fazel Shojaei,M. Yagmurcukardes,Alexander V. Shapeev,Xiaoying Zhuang
出处
期刊:Carbon [Elsevier BV]
卷期号:200: 500-509 被引量:45
标识
DOI:10.1016/j.carbon.2022.08.077
摘要

Graphene-like nanomembranes made of the neighboring elements of boron, carbon and nitrogen elements, are well-known of showing outstanding physical properties. Herein, with the aid of density functional theory (DFT) calculations, various atomic configurations of the graphene-like BCN nanosheets are investigated. DFT results reveal that depending on the atomic arrangement, the BCN monolayers may display semimetallic Dirac cone or semiconducting electronic nature. BCN nanosheets are also found to exhibit high piezoelectricity and carrier mobilities with considerable in-plane anisotropy, depending on the atomic arrangement. For the predicted most stable BCN monolayer, thermal and mechanical properties are explored using machine learning interatomic potentials. The room temperature tensile strength and lattice thermal conductivity of the most stable BCN monolayer are estimated to be orientation-dependent and remarkably high, over 78 GPa and 290 W/m.K, respectively. In addition, the thermal expansion coefficient of the monolayer BCN at room temperature is estimated to be −3.2 × 10−6 K−1, which is close to that of the graphene. The piezoelectric response of the herein proposed BCN lattice is also predicted to be close to that of the h-BN monolayer. Presented results highlight outstanding physics of the BCN nanosheets.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
jiaminghao完成签到,获得积分10
1秒前
冷傲鸡翅完成签到,获得积分10
3秒前
咋了关注了科研通微信公众号
4秒前
炙热香寒完成签到,获得积分10
4秒前
情谊超爷完成签到 ,获得积分10
4秒前
李燕伟完成签到 ,获得积分10
5秒前
痴情的紫文完成签到,获得积分20
7秒前
XQQDD完成签到,获得积分10
7秒前
季羽完成签到 ,获得积分0
7秒前
平淡煎饼完成签到 ,获得积分10
7秒前
13秒前
Zurlliant完成签到,获得积分10
13秒前
啊啊啊啊啊啊啊啊完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
Wguan完成签到,获得积分10
15秒前
Adrian完成签到,获得积分10
17秒前
孟浩然完成签到 ,获得积分10
18秒前
沐秋完成签到,获得积分10
18秒前
LS发布了新的文献求助10
20秒前
Ezio_sunhao完成签到,获得积分10
25秒前
踏实的酸奶完成签到,获得积分10
27秒前
Double完成签到 ,获得积分10
28秒前
HXJT完成签到,获得积分10
30秒前
hq完成签到,获得积分10
33秒前
苏子愈完成签到 ,获得积分10
34秒前
aaa完成签到 ,获得积分10
38秒前
LS完成签到,获得积分10
38秒前
迪仔完成签到 ,获得积分10
40秒前
白衣修身完成签到,获得积分10
42秒前
披着羊皮的狼应助HXJT采纳,获得10
47秒前
郭强完成签到,获得积分10
48秒前
读万卷书完成签到 ,获得积分10
48秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
48秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
48秒前
48秒前
Zzz应助科研通管家采纳,获得10
48秒前
49秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
49秒前
李健应助科研通管家采纳,获得10
49秒前
Zzz应助科研通管家采纳,获得10
49秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
On the Dragon Seas, a sailor's adventures in the far east 500
Yangtze Reminiscences. Some Notes And Recollections Of Service With The China Navigation Company Ltd., 1925-1939 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6348431
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8163459
关于积分的说明 17173449
捐赠科研通 5404880
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2861802
邀请新用户注册赠送积分活动 1839609
关于科研通互助平台的介绍 1688915