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<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Kilic,&#x20;Mehmet&#x20;Emin</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Lee,&#x20;Kwang-Ryeol</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="accessioned">2024-01-19T11:33:07Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="available">2024-01-19T11:33:07Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="created">2022-08-25</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="issued">2022-07</dcvalue>
<dcvalue element="identifier" qualifier="uri">https:&#x2F;&#x2F;pubs.kist.re.kr&#x2F;handle&#x2F;201004&#x2F;114866</dcvalue>
<dcvalue element="description" qualifier="abstract">Developing&#x20;photocatalysts&#x20;that&#x20;can&#x20;effectively&#x20;utilize&#x20;solar&#x20;energy&#x20;to&#x20;catalyze&#x20;and&#x20;decompose&#x20;water&#x20;into&#x20;hydrogen&#x20;and&#x20;oxygen&#x20;is&#x20;highly&#x20;desired&#x20;for&#x20;sustainable&#x20;and&#x20;clean&#x20;hydrogen&#x20;energy.&#x20;Using&#x20;first-principles&#x20;calculations,&#x20;we&#x20;systematically&#x20;investigate&#x20;the&#x20;structure&#x20;stability,&#x20;properties,&#x20;and&#x20;possible&#x20;potential&#x20;uses&#x20;of&#x20;a&#x20;ternary&#x20;pentagonal&#x20;boron&#x20;carbon&#x20;nitride&#x20;(p-BCN)&#x20;monolayer,&#x20;a&#x20;recently&#x20;proposed&#x20;two-dimensional&#x20;material.&#x20;We&#x20;demonstrate&#x20;its&#x20;energetic,&#x20;dynamical,&#x20;thermal,&#x20;and&#x20;mechanical&#x20;stability&#x20;and&#x20;find&#x20;it&#x20;to&#x20;be&#x20;stable&#x20;and&#x20;dissoluble&#x20;in&#x20;liquid&#x20;water.&#x20;The&#x20;monolayer&#x20;exhibits&#x20;remarkable&#x20;mechanical&#x20;properties,&#x20;such&#x20;as&#x20;high&#x20;stiffness&#x20;and&#x20;ideal&#x20;strength&#x20;comparable&#x20;to&#x20;its&#x20;counterparts.&#x20;Near-zero&#x20;Poisson&amp;apos;s&#x20;ratio&#x20;can&#x20;be&#x20;tuned&#x20;to&#x20;positive&#x20;and&#x20;negative&#x20;(auxetic)&#x20;values&#x20;by&#x20;application&#x20;of&#x20;a&#x20;small&#x20;strain.&#x20;The&#x20;monolayer&#x20;is&#x20;semiconducting&#x20;with&#x20;a&#x20;desirable&#x20;quasidirect&#x20;band&#x20;gap&#x20;of&#x20;2.79&#x20;eV&#x20;for&#x20;efficient&#x20;visible&#x20;light&#x20;absorption,&#x20;and&#x20;its&#x20;valence&#x20;and&#x20;conduction&#x20;bands&#x20;ideally&#x20;straddle&#x20;both&#x20;the&#x20;oxidation&#x20;and&#x20;reduction&#x20;potential&#x20;of&#x20;water.&#x20;Our&#x20;results&#x20;reveal&#x20;that&#x20;in-plane&#x20;mechanical&#x20;strain&#x20;can&#x20;be&#x20;utilized&#x20;to&#x20;modulate&#x20;the&#x20;band-gap&#x20;and&#x20;band-edge&#x20;positions&#x20;for&#x20;a&#x20;better&#x20;match&#x20;with&#x20;the&#x20;redox&#x20;potentials&#x20;of&#x20;water&#x20;and&#x20;solar&#x20;spectrum.&#x20;The&#x20;monolayer&#x20;has&#x20;a&#x20;very&#x20;high&#x20;optical&#x20;absorption&#x20;coefficient&#x20;on&#x20;the&#x20;order&#x20;of&#x20;10(5)&#x20;cm(-1)&#x20;in&#x20;the&#x20;visible&#x20;and&#x20;ultraviolet&#x20;regions&#x20;of&#x20;the&#x20;solar&#x20;spectrum.&#x20;Excitingly,&#x20;p-BCN&#x20;has&#x20;distinct&#x20;excitonic&#x20;peaks&#x20;in&#x20;the&#x20;visible&#x20;range&#x20;with&#x20;the&#x20;first&#x20;exciton&#x20;binding&#x20;energy&#x20;of&#x20;approximately&#x20;1.4&#x20;eV.&#x20;The&#x20;intrinsic&#x20;acoustic-phonon-limited&#x20;carrier&#x20;mobility&#x20;of&#x20;p&#x20;-BCN&#x20;can&#x20;reach&#x20;up&#x20;to&#x20;10(4)&#x20;cm(2)&#x20;V-1&#x20;s(-1)&#x20;at&#x20;room&#x20;temperature.&#x20;These&#x20;theoretical&#x20;findings&#x20;imply&#x20;that&#x20;p-BCN&#x20;is&#x20;a&#x20;promising&#x20;candidate&#x20;for&#x20;optoelectronics,&#x20;especially&#x20;as&#x20;a&#x20;photocatalyst&#x20;for&#x20;water&#x20;splitting.</dcvalue>
<dcvalue element="language" qualifier="none">English</dcvalue>
<dcvalue element="publisher" qualifier="none">American&#x20;Physical&#x20;Society</dcvalue>
<dcvalue element="title" qualifier="none">Two-Dimensional&#x20;Ternary&#x20;Pentagonal&#x20;BCN:&#x20;A&#x20;Promising&#x20;Photocatalyst&#x20;Semiconductor&#x20;for&#x20;Water&#x20;Splitting&#x20;with&#x20;Strong&#x20;Excitonic&#x20;Effects</dcvalue>
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<dcvalue element="identifier" qualifier="doi">10.1103&#x2F;PhysRevApplied.18.014066</dcvalue>
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<dcvalue element="identifier" qualifier="bibliographicCitation">Physical&#x20;Review&#x20;Applied,&#x20;v.18,&#x20;no.1</dcvalue>
<dcvalue element="citation" qualifier="title">Physical&#x20;Review&#x20;Applied</dcvalue>
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