Two-dimensional ternary pentagonal BCX (X = P, As, and Sb): promising photocatalyst semiconductors for water splitting with strong piezoelectricity

文献情報

出版日 2023-11-25
DOI 10.1039/D3CP04866G
インパクトファクター 3.676
著者

Luqi Liu, Xuxin Kang


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要旨

Seeking high-performance energy conversion materials is one of the most important issues in designing 2D materials. In the framework of density functional theory, we propose a series of ternary monolayers, penta-BCX (X = P, As, and Sb), and systematically investigate their structural stability, mechanical, piezoelectric, and photocatalytic properties. All three materials are semiconductors with a bandgap ranging from 2.56 eV to 3.24 eV, so they could be promising catalysts for the photolysis of water. Penta-BCX exhibits significant piezoelectric properties attributed to their non-centrosymmetric structure and low in-plane Young's modulus, which are expected to efficiently drive photocatalytic water decomposition. Moreover, the bandgap, band edge position, and light absorption of penta-BCX can be modulated by tensile or compressive strain to enhance their photocatalytic performance in the visible light and ultraviolet regions.

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Physical Chemistry Chemical Physics

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