Exciton
Définition
Un exciton est une quasi-particule neutre composée d'un électron excité et d'un trou d'électron liés par des forces électrostatiques, permettant le transport d'énergie sans charge nette. Ces quasi-particules sont constituées de paires électron-trou. Récemment, des excitons magnétiques, un type de quasi-particule optique, ont été identifiés dans des matériaux magnétiques de van der Waals.
Les excitons de Wannier-Mott et de Frenkel :
Les excitons de Wannier-Mott se caractérisent par un grand rayon, supérieur à la taille de la maille élémentaire, tandis que les excitons de Frenkel sont très proches de celui de la maille élémentaire.
Explications
Un exciton est une paire composée d'un électron et d'un trou positif (un état électronique inoccupé dans la bande de valence) qui se déplace librement comme une seule entité au sein d'un cristal non métallique.
Comme l'électron et le trou positif portent des charges électriques égales et opposées, l'exciton est électriquement neutre, bien qu'il transporte de l'énergie. Cette neutralité rend les excitons difficiles à détecter, mais ils peuvent être identifiés par des méthodes indirectes.
Lorsque l'électron d'un exciton se recombine avec le trou positif, l'atome retrouve son état initial, et l'exciton disparaît. Au cours de ce processus, l'énergie de l'exciton peut être émise sous forme de lumière ou transférée à l'électron d'un atome voisin dans le solide. Si l'énergie est transférée, elle force l'électron voisin à quitter son atome, créant ainsi un nouvel exciton.
Types
Les deux types principaux d'excitons sont : les excitons de Wannier-Mott et les excitons de Frenkel.
Les excitons de Wannier-Mott possèdent un rayon plus important que ceux de Frenkel, s'étendant sur plusieurs mailles élémentaires, ce qui leur permet une plus grande liberté de mouvement au sein du cristal. Ils sont fréquents dans les semi-conducteurs inorganiques et peuvent souvent se dissocier à température ambiante.
Les excitons de Frenkel sont fortement liés, leur rayon étant comparable à celui d'une maille cristalline ou au rayon atomique. On les trouve généralement dans les isolants ou les semi-conducteurs organiques, car ils restent localisés sur des atomes ou des molécules spécifiques.
Les matériaux organiques comme les fullerènes et les isolants présentent généralement des excitons de Frenkel à énergie de liaison plus élevée, parfois appelés électrons liés. Les semi-conducteurs inorganiques ou hybrides, tels que les pérovskites, présentent généralement des excitons de Wannier-Mott, qui sont libres de se déplacer dans le cristal.
Synonymes, antonymes
Voir tous les synonymes pour "exciton".2 synonymes (sens proche) de "exciton" :
- exciton de Frenkel
- exciton de Wannier-Mott
0 antonyme (sens contraire).
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