Studio Abinitio Su Materiali Mxenici a Base Di Ti Per Applicazioni in Celle Solari

Questo lavoro presenta uno studio ai principi primi delle proprietà strutturali, elettroniche e ottiche dei composti derivati dal Ti MXene TiC¿.¿Si¿.¿, TiC¿.¿Se¿.¿ e TiSi¿.¿Se¿.¿ in forma bulk e stratificata. I calcoli sono stati eseguiti utilizzando il metodo FP-LAPW nell'ambito della teoria funzionale della densità implementata in WIEN2k, impiegando il funzionale PBE non spin-polarizzato. L'ottimizzazione strutturale conferma che tutti i composti cristallizzano nella fase cubica stabile con gruppo spaziale Fm-3m (#225). Le strutture a bande elettroniche e la densità di stati rivelano un comportamento metallico senza band gap al livello di Fermi. Il contributo dominante vicino all'energia di Fermi proviene dagli stati Ti-3d, con una significativa ibridazione dagli orbitali C-2p, Si-3p e Se-4p. Le proprietà ottiche, tra cui funzione dielettrica, indice di rifrazione, riflettività e coefficiente di assorbimento, indicano un forte assorbimento nella regione del visibile. Le strutture stratificate mostrano una ridotta riflettività e una risposta ottica anisotropa, migliorando l'assorbimento della luce. Tra i materiali studiati, TiC¿.¿Si¿.¿ mostra un elevato indice di rifrazione nell'infrarosso, suggerendo una migliore interazione luce-materia. Questi risultati evidenziano il potenziale dei materiali stratificati di Ti.