Перегляд вихідного коду сторінки Екситон

[[Файл:LiF charge-transfer exciton.jpg|thumb|[[Екситон Френкеля]]<ref>{{Cite web |url=http://users.mrl.uiuc.edu/abbamonte/ |title=Abbamonte Research Group, University of Illinois |accessdate=3 вересня 2011 |archive-date=30 вересня 2011 |archive-url=https://web.archive.org/web/20110930015415/http://users.mrl.uiuc.edu/abbamonte/ }}</ref>.]]

'''Ексито́н''' (від {{lang-la|excito}}&nbsp;— збуджую)&nbsp;— [[квазічастинка]], електронне збудження в [[напівпровідник]]у чи [[діелектрик]]у, яке не переносить [[електричний заряд|електричного заряду]] чи [[маса|маси]].

== Загальний опис ==
Нейтральна квазічастинка, поняття про яку введено для того, щоб описати переміщення електронного збудження окремих молекул по усьому кристалу. Тобто, це збуджений електронний стан у кристалах, який може переміщатись у сфері останнього, переносячи енергію, але не переносячи заряд. Цей стан полягає в утворенні пари електрон&nbsp;— дірка в [[Йонний кристал|йонному]] або ковалентному кристалі, перенесенні електрона в молекулі на вищий квантовий рівень у молекулярному кристалі.

Така пара електрон-дірка (квазічастинка) в напівпровідниках та ізоляторах, здатна переміщатись та віддавати свою енергію кристалічній ґратці (вільний екситон). Екситон, захоплений дефектом кристалічної ґратки (локалізований екситон), є ідентичним з електронно-збудженим станом дефекту. В органічних матеріалах використовуються дві його моделі. За низьких температур та високої кристалічності&nbsp;— хвильова модель, при високих температурах, низькій кристалічності, в аморфному стані&nbsp;— стрибкова модель.

== Фізична природа ==

За своєю природою екситон&nbsp;— зв'язаний стан [[електрон провідності|електрона]] й [[дірка (квазічастинка)|дірки]], що мігрує по [[кристал]]у.

Хоча екситон складається з [[електрон]]а та [[дірка (квазічастинка)|дірки]], його треба розглядати як самостійну (не звідну) квазічастинку у випадках, коли [[енергія]] взаємодії електрона та дірки того ж порядку, що й енергія їхнього руху, а енергія взаємодії між двома екситонами мала в порівнянні з енергією кожного з них. Екситон можна вважати елементарною квазічастинкою в тих явищах, в яких він бере участь як єдина стійка система, що не зазнає на собі дій сторонніх чинників, які могли б його зруйнувати.

Екситон може бути представлений як зв'язаний стан [[електрон провідності|електрона провідності]] та дірки, розташованих або в одному вузлі кристалічної ґратки ([[екситон Френкеля]], <math>a^* < a_0 \, </math>, де <math> a^* \,</math>&nbsp;— радіус екситона, <math>a_0 \,</math>&nbsp;— період ґратки), або на відстанях, значно більших за міжатомні ([[екситон Ваньє-Мотта]], <math>a^* \gg a_0</math>).

В напівпровідниках, за рахунок великої [[діелектрична проникність|діелектричної проникності]] існують тільки екситони Ваньє-Мотта, які утворюють воднеподібні серії рівнів. Екситони Френкеля застосовні перш за все до [[молекулярний кристал|молекулярних кристалів]].

== Спіновий стан екситонів ==

Обидві квазічастинки, які входять до складу екситона: електрон і дірка, є [[ферміон]]ами, тобто мають [[Напівціле число|напівцілий]] [[спін]]. Згідно з правилами додавання спінів сумарний спін екситона цілий, тобто екситон є [[бозон]]ом. Екситони із рівним нулю сумарним спіном називаються '''[[синглет]]ними'''. Екситони із сумарним спіном, який дорівнює одиниці, називаються '''[[триплет]]ними'''. При випадковій зустрічі двох квазічастинок із напівцілим спіном імовірність утворення синглетного екситона дорівнює 1/4, триплетного&nbsp;— 3/4. Зазвичай триплетні екситони мають набагато більший час життя, ніж синглетні екситони, оскільки переходи з триплетних станів у [[Синглетний стан|синглетний]] основний стан кристала заборонені [[правила відбору|правилами відбору]].

== Екситони в аморфних матеріалах ==

Поняття екситона застосовується також для опису безструмових збуджень у речовинах, які не мають трансляційної симетрії. Такий екситон залишається зв'язаним станом електрона й дірки, але характеризується [[хвильовий вектор|хвильовим вектором]] і втрачає властивість [[когерентність|когерентності]]. Переміщення таких збуджених станів речовини відбувається стрибками. Серед [[Невпорядковані системи|невпорядкованих систем]], у яких існують екситонні збудження, особливе місце займають органічні [[Аморфний напівпровідник|аморфні напівпровідники]] й [[Ненасичені полімери|спряжені полімери]].

== Див. також ==
* [[Непрямий екситон]]

== Примітки ==
{{reflist}}

== Джерела ==
* М.Бродин. Відкриття та дослідження молекулярних екситонів. Львів: Львівський національний університет. 2001. 64 с.
* [http://users.mrl.uiuc.edu/abbamonte/  Abbamonte Nonlocal Spectroscopy Group] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110930015415/http://users.mrl.uiuc.edu/abbamonte/ |date=30 вересня 2011 }}
{{Квазічастинки}}
{{Частинки}}

[[Категорія:Квазічастинки]]

{{Physics-stub}}