Marea Enciclopedie Sovietică

Excitonului (excito lat. - Amestecați) quasiparticle reprezentând o excitație electronică în dielectric sau semiconductor, care migrează prin cristal și nu este asociat cu transferul de sarcină electrică și masă. Prezentarea E. a fost introdusă în 1931 Ya. I. Frenkelem. Este explicat în absența dielectricilor fotoconductivitate lumina de absorbție, astfel încât energia absorbită nu este consumată pentru crearea de purtători, și formarea de cristale moleculare in Č Č reprezinta elementar sistem electronic de excitație o moleculă individuală care se propagă prin cristal sub forma unui val, datorită interacțiunilor intermoleculare (excitonului Frenkel). E. Fraenkel manifestată în spectrele de absorbție și emisie a cristalului molecular (cm. Cristale Spectroscopy). Dacă celula unitate a cristalului molecular conține mai multe molecule, interacțiunea intermoleculară conduce la divizarea liniilor excitonilor. Acest efect. numita Davydov divizare, acesta este asociat cu abilitatea tranziției E. Fraenkel de la un grup la o altă moleculă din interiorul celulei unitate. Davydov divizare observată experimental într-un număr de cristale moleculare (naftalină, antracen, benzen, etc.). În semiconductori Č reprezintă forma legată de hidrogen al unui electron de conducție și o gaură (Wannier-Mott exciton). Legarea energiilor E * și eficiente raze a * Č Wannier-Mott poate fi estimată în conformitate cu formulele Bohr atom de hidrogen, având în vedere că eficace masele mine electronilor de conducție și găuri Mg diferă de la liber mo masa de electroni și că interacțiunea Coulomb dintre electron si gaura cristal slăbit constanta dielectrică a medie e: E * = eV; (1) o * = vezi. Aici. constantă, e lui Planck - taxa de electroni. Formula (1) nu ia în considerare influența structurii de bandă complexă a cristalului, interacțiunea electronilor și găuri cu fononi. Cu toate acestea, luarea în considerare a acestor factori nu se schimba ordinea de mărime a E * și *. , E excitonilor 10, ceea ce conduce la valori E * Excitonul 10? 2 eV și un exciton * 10? 6 cm. Astfel, pentru Ge, Si și semiconductori tipuri AIIIBV și AII BVI m * 0.1 excitonul. energia de legare E. Wannier - Mott este de multe ori mai mică decât energia electronului cu proton într-un atom de hidrogen, iar razele de E. este de multe ori mai mare decât distanțele interatomice în cristal. valori de mari dimensiuni * indică faptul că E. în cristale semiconductoare - formarea unei macroscopic, în care structura cristalină determină doar parametrii m * și E *. Prin urmare, E. Wannier - Mott quasiatom pot fi văzute ca circulând în vid. Denaturarea structurii cristaline introduse de E. sau chiar un număr mare de E. neglijabil. Cristalele de halogenuri de metale alcaline și gaz inert E * Excitonul 0.1-1 eV și un excitoni * 10? 7 10? 8 cm și educație E. însoțită de o deformare a celulei unitare. E. Wannier-Mott văzut clar în spectrele de absorbție a semiconductorilor sub forma unor linii înguste deplasate prin E valoarea * sub marginea de absorbție optică. Gama de hidrogen E. Wannier - Mott observat pentru prima dată în spectrul de absorbție al Cu2O, în continuare în alte semiconductori .. E. De asemenea, se manifestă în spectrul luminiscență, fotoconductivitatea în efectul Stark și efectul Zeeman. Durata de viață E. mici: un electron și o gaură. E. Componentele se pot recombina cu emisia unui foton, cum ar fi Ge E. durata de viata de 10 ~ 5 secunde. E. se poate dezintegra într-o coliziune cu defecte zăbrele. E. Când reacționează cu fotoni având frecvență w =. există noi quasiparticle - stări mixte foton excitonilor, numit polaritons. polaritons Properties (de exemplu, relația lor de dispersie) diferă foarte mult de proprietățile atât E. și fotoni. Polaritons juca creaturi. rol în transferul de excitație a electronilor în cristal, ele determină caracteristicile spectrale semiconductori în benzile excitonilor și altele. La concentrații scăzute de E. se comportă ca un gaz în cvasiparticulelor cristal. La concentrații mai mari, devine esențial interacțiunea lor. Poate că formarea unui stat legat de două E. - molecule excitonilor (biexciton). Cu toate acestea, spre deosebire de molecula de hidrogen biexciton energia de disociere considerabil mai mică decât energia de legare (masa efectivă a electronilor și găuri într-un semiconductor de același ordin). La concentrații mai mari de E. distanța dintre ele pot fi de ordinul razei lor, ceea ce duce la distrugerea E. Aceasta poate fi însoțită de „picaturi“ plasma electron-gol (vezi. Lichidul electron-gol). Formarea de picături electron-gol în semiconductori, cum ar fi Ge și Si, afectează aspectul unei noi linii luminiscență larg deplasat în direcția reducerii energiei fotonice. picături electron-gol posedă un număr de proprietăți interesante: densitate mare de electroni și găuri

mici (media în volum) mobilitate concentrație mare în domeniile neomogene, etc. La concentrații scăzute de E. excitonilor constând din două fermioni (electroni și conductivitate gaura), ea poate fi considerată ca un boson. Acest lucru înseamnă că este posibil Bose condens E. (acumularea unui număr mare de E. în cel mai scăzut nivel de energie). E. Bose condens poate duce la existența cristal undamped fluxurilor de energie. Cu toate acestea, în contrast cu heliu lichid superfluid sau un supraconductor, fluxul superfluid E. nu poate exista la infinit, ci numai pe durata de viață a E. Lit. Gross E. F. excitoni și mișcarea acestuia în rețeaua cristalină, "Advances de Stiinte Fizice", 1962 m. 76 in. 3; Knox R. Teoria excitonilor per. din limba engleză. M. 1966; Agranovich teoria VM a excitonilor, M. 1968 Davydov A. Teoria excitonilor moleculare, M. 1968 Excitonilor în semiconductori, Sat. Articolele, M. 1971 Osipyan Yu. A. Fizica Corpului Solid vine în prim-plan, "Nature", 1975, numărul 10. A. P. Silin.

(Din excito Latină -. Se agită), quasiparticle, excitație electronică corespunzătoare migrează prin cristal, dar care nu au legătură cu transferul de încărcare și de masă. Un excitonului poate fi sub forma unei condiții de conducere de electroni și gaura legat, sau aranjate într-un sit cu zăbrele (Frenkel excitonului) sau la distanțe interatomice considerabil mari (excitoni Wannier - Mott). Conceptul de excitoni este utilizat în explicarea proprietăților optice și alte tipuri de semiconductori și izolatori.

Marele dicționar enciclopedic

Q & A:

cuvinte similare

Cele mai populare termeni

× Cine layknet,
In afara întregului an un mare succes!