We study the effects of an attractive interaction between the boron (B) and the nitrogen (N) atoms doped in a bilayer graphene (BLG), BC₁₄N, on the electronic, the thermal and the optical properties for two different types of a doping process: First, both the B and the N atoms are doped in the same layer while the other layer is undoped. Second, the B and N atoms are doped in both layers. An attractive interaction between the B and N atoms does not influence the interlayer interaction in the first case, while it does in the second case. We find that the strong B-N attractive interaction in one layer induces metallic behavior due to the crossing of the valence band and the Fermi energy, while the strong attractive interaction between both layers induces a semiconductor property arising from the emergence a bandgap. We therefore confirm that the metallic-like BLG is not a good material for thermal devices because it has a low figure of merit, while we notice that the semiconductor-like BLG has a high Seebeck coefficient and figure of merit as well as a low thermal conductivity. The strong attractive interaction of the B-N atoms between the layers gives rise to a prominent peak to appear in dielectric function, the excitation and the absorption spectra in the low energy, visible range, while a very weak peak is seen in the case of a strong attractive interaction between the B and N doped in one layer. Last, the ferromagnetic and anti-ferromagnetic phases of the BN-codoped structures are also discussed. Controlling the B and N atomic configurations in the BLG may help to improve the material for use in both thermoelectric and optoelectronic devices.

我们研究了掺杂在双层石墨烯 (BLG) 中的硼 (B) 和氮 (N) 原子之间的吸引力相互作用的影响，BC ₁₄N，关于两种不同类型掺杂工艺的电子、热和光学特性：首先，B 和 N 原子都掺杂在同一层中，而另一层未掺杂。其次，B 和 N 原子都掺杂在两层中。B 和 N 原子之间的吸引力相互作用在第一种情况下不会影响层间相互作用，而在第二种情况下会影响。我们发现，由于价带和费米能量的交叉，一层中的强 BN 吸引力相互作用诱发了金属行为，而两层之间的强吸引力相互作用诱发了由于带隙的出现而产生的半导体特性。因此，我们确认金属状 BLG 不是热器件的好材料，因为它的品质因数低，虽然我们注意到类似半导体的 BLG 具有高塞贝克系数和品质因数以及低热导率。层间 BN 原子的强吸引力相互作用在低能量可见光范围内的介电函数、激发和吸收光谱中产生一个突出的峰，而在强的情况下看到一个非常弱的峰。一层中掺杂的 B 和 N 之间的吸引力相互作用。最后，还讨论了 BN 共掺杂结构的铁磁和反铁磁相。控制 BLG 中的 B 和 N 原子配置可能有助于改进用于热电和光电器件的材料。层间 BN 原子的强吸引力相互作用在低能量可见光范围内的介电函数、激发和吸收光谱中产生一个突出的峰，而在强的情况下看到一个非常弱的峰。一层中掺杂的 B 和 N 之间的吸引力相互作用。最后，还讨论了 BN 共掺杂结构的铁磁和反铁磁相。控制 BLG 中的 B 和 N 原子配置可能有助于改进用于热电和光电器件的材料。层间 BN 原子的强吸引力相互作用导致在低能量可见光范围内的介电函数、激发和吸收光谱中出现一个突出的峰，而在强的情况下看到一个非常弱的峰。一层中掺杂的 B 和 N 之间的吸引力相互作用。最后，还讨论了 BN 共掺杂结构的铁磁和反铁磁相。控制 BLG 中的 B 和 N 原子配置可能有助于改进用于热电和光电器件的材料。而在一层掺杂的 B 和 N 之间存在强吸引力相互作用的情况下，可以看到一个非常弱的峰。最后，还讨论了 BN 共掺杂结构的铁磁和反铁磁相。控制 BLG 中的 B 和 N 原子配置可能有助于改进用于热电和光电器件的材料。而在一层掺杂的 B 和 N 之间存在强吸引力相互作用的情况下，可以看到一个非常弱的峰。最后，还讨论了 BN 共掺杂结构的铁磁和反铁磁相。控制 BLG 中的 B 和 N 原子配置可能有助于改进用于热电和光电器件的材料。