Optical gaps and excitons in semiconducting transition metal carbides (MXenes)
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61988987%3A17310%2F22%3AN2302CT7" target="_blank" >RIV/61988987:17310/22:N2302CT7 - isvavai.cz</a>
Nalezeny alternativní kódy
RIV/61988987:17310/22:A2302CT7
Výsledek na webu
<a href="http://dx.doi.org/10.1039/D2TC00246A" target="_blank" >http://dx.doi.org/10.1039/D2TC00246A</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1039/D2TC00246A" target="_blank" >10.1039/D2TC00246A</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Optical gaps and excitons in semiconducting transition metal carbides (MXenes)
Popis výsledku v původním jazyce
We use time-dependent density functional theory together with the HSE06 hybrid functional to investigate the optical and excitonic properties of two-dimensional transition metal carbides, MXenes. We determine reliable optical gaps, optical absorbance spectra, and exciton features for a set of eight semiconducting MXenes. The optical gaps of Sc2CF2, Cr2CF2, Cr2C(OH)2, and anti-ferromagnetic Mn2CO2 (1.9 - 2.3 eV) lie in the energy region of visible (VIS) light. Sc2C(OH)2, Ti2C, Ti2CO2, and ferromagnetic Mn2CO2 with smaller optical gaps (0.4 - 1.2 eV) well absorb solar radiation, including VIS light. Moreover, Ti2C and ferromagnetic Mn2CO2 show high monolayer absorbance of 10 - 20% in the 1 - 3 eV energy range. Finally, we analyse the excitons in MXenes and find that the first bright excitons of Sc- and Ti-based MXenes are strongly localized in k-space while the corresponding excitons of Cr- and Mn-based systems are delocalized.
Název v anglickém jazyce
Optical gaps and excitons in semiconducting transition metal carbides (MXenes)
Popis výsledku anglicky
We use time-dependent density functional theory together with the HSE06 hybrid functional to investigate the optical and excitonic properties of two-dimensional transition metal carbides, MXenes. We determine reliable optical gaps, optical absorbance spectra, and exciton features for a set of eight semiconducting MXenes. The optical gaps of Sc2CF2, Cr2CF2, Cr2C(OH)2, and anti-ferromagnetic Mn2CO2 (1.9 - 2.3 eV) lie in the energy region of visible (VIS) light. Sc2C(OH)2, Ti2C, Ti2CO2, and ferromagnetic Mn2CO2 with smaller optical gaps (0.4 - 1.2 eV) well absorb solar radiation, including VIS light. Moreover, Ti2C and ferromagnetic Mn2CO2 show high monolayer absorbance of 10 - 20% in the 1 - 3 eV energy range. Finally, we analyse the excitons in MXenes and find that the first bright excitons of Sc- and Ti-based MXenes are strongly localized in k-space while the corresponding excitons of Cr- and Mn-based systems are delocalized.
Klasifikace
Druh
J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science
CEP obor
—
OECD FORD obor
10302 - Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
Návaznosti výsledku
Projekt
Výsledek vznikl pri realizaci vícero projektů. Více informací v záložce Projekty.
Návaznosti
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)<br>I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace
Ostatní
Rok uplatnění
2022
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název periodika
J. Mater. Chem. C
ISSN
2050-7526
e-ISSN
2050-7534
Svazek periodika
—
Číslo periodika v rámci svazku
10
Stát vydavatele periodika
US - Spojené státy americké
Počet stran výsledku
10
Strana od-do
3919-3928
Kód UT WoS článku
000758258000001
EID výsledku v databázi Scopus
—