The development of next-generation opto-electronic technologies relies on the discovery and understanding of novel low-dimensional materials. In this context, first-principles (ab-initio) simulations play a crucial role in unveiling the microscopic mechanisms that govern their properties, and in guiding experimental efforts through reliable predictions.
In this talk, I will present results obtained over the last years through parameter-free atomistic simulations aimed at exploring and tuning the opto-electronic properties of emerging 2D and layered materials. Using Density Functional Theory (DFT) and Many-Body Perturbation Theory (MBPT) approaches, such as GW and the Bethe-Salpeter Equation (BSE), we investigate: (i) electronic band gap renormalization, (ii) strong light- matter interaction, (iii) excitonic effects and radiative lifetimes, and (iv) the role of doping and chemical substitution as tuning mechanisms.
Particular attention will be devoted to materials families of interest for opto-electronic applications, including Transition Metal Dichalcogenides (TMDs) and 2D/layered halide perovskites. I will also discuss the excitonic properties of the MoSi₂N₄ family and carbon-based 2D triangulene polymers, highlighting their potential in emerging technologies.

Maurizia Palummo è Professore Ordinario presso il Dipartimento di Fisica dell'Università di Roma "Tor Vergata". Dopo essere stata assegnista di ricerca e ricercatrice presso il Dipartimento di Fisica dell'Università di Roma "Tor Vergata", l'INFM e il centro di ricerca ENEA Casaccia, nel 2017 è diventata Professore Associato presso il Dipartimento di Fisica dell'Università di Roma "Tor Vergata".
Dopo un periodo iniziale di attività sperimentale in Fisica della Materia Condensata durante il quale si è occupata delle proprietà ottiche di difetti e centri di colore in matrici isolanti, ha lavorato per molti anni nel campo dei calcoli da primi principi delle proprietà strutturali, elettroniche e ottiche dei materiali, incluso superfici semiconduttrici e metalliche, pure o coperte da adsorbenti atomici e molecolari. Negli ultimi anni, la sua attività di ricerca si è concentrata principalmente sui materiali bidimensionali, sui composti organici e sui materiali per applicazioni energetiche, come le perovskiti.È esperta delle più moderne teorie e strumenti computazionali dei calcoli di struttura elettronica dei primi Principi (Car-Parrinello, metodo GW, calcolo degli eccitoni tramite BSE, parallelizzazione). Fa parte del team di sviluppatori/superutenti del codice many-body Yambo (www.yambo-code.org).
Ha organizzato numerose conferenze ed è autrice di oltre 140 pubblicazioni, la maggior parte delle quali su riviste internazionali di rilievo e peer-reviewed, come Nature Physics, Nature Nanotechnology, Nature Communications, Nano Letters, Advanced Functional Materials, ecc.
Ha coordinato diversi progetti nazionali e internazionali, in particolare di supercalcolo HPC.
Recentemente è stata selezionata nel 2% dei migliori scienziati al mondo secondo la classifica 2023 della Stanford University.