Vizualizace vlnových funkcí excitonů u dvoudimenzionálního materiálu ze třídy MXenů

Hana HONSEJKOVÁ

Bakalářská práce

Visualization of excitonic wave functions for two-dimensional MXene material

Anotace:

V této práci se věnuji výpočtům pomocí kvantově-mechanických programů Quantum Espresso a Yambo za účelem získání optických vlastností materiálů zahrnujících excitonové efekty, tedy s použitím Betheho-Salpeterovy rovnice. Z těchto výsledků jsem poté vykreslila optická spektra materiálů a vlnové funkce jejich prvních světlých excitonů. Konkrétně jsem se zabývala 3D a 2D hexagonálním nitridem bóru, který sloužil jako modelový příklad pro vyladění metody. Poté, z hlediska excitonových vlnových funkcí, novým materiálem z rodiny MXenů, Sc2C(OH)2, díky kterému je tato práce přínosem do budoucích výzkumů. Podařilo se mi replikovat výsledky z článku Aggoune et al. 2018 uvedeného v referencích a u MXenu jsem zjistila stínění Coulombově interakci excitonu atomy kyslíku.

Abstract:

In this thesis I deal with calculations using quantum-mechanical programs, such as Quantum Espresso and Yambo, to obtain optical properties of materials, including excitonic effects, thus using the Bethe-Salpeter equation. From these results, I then plotted the optical spectra of the materials and the wave functions of their first bright excitons. Specifically, I dealt with 3D and 2D hexagonal boron nitride, which served as a model example for tuning the method. Then, in terms of excitonic wave functions, new material from the MXene family, Sc2C(OH)2, thanks to which this thesis is a contribution to the future research. I was able to replicate the results from the article by Aggoune et al. 2018 cited in the references and in the case of MXenes I found out about static screening of the Coulomb interaction of the exciton caused by atoms of oxygen.

Klíčová slova

Teorie funkcionálu hustoty, Betheho-Salpeterova rovnice, hexagonální nitrid bóru, vlnová funkce excitonu, optické spektrum, MXen Sc2C(OH)2

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 25. 4. 2022

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 25. 5. 2022
• Vedoucí: Mgr. Miroslav Kolos, Ph.D.

OSTRAVSKÁ UNIVERZITA

Přírodovědecká fakulta

Bakalářský studijní program / obor:
Fyzika / Fyzika - Matematika (se zaměřením na vzdělávání)