אקסיטון
אקסיטון הוא קוואזי-חלקיק המתקיים הן בחומרים מבודדים (אקסיטון פרנקל) והן במוליכים למחצה (אקסיטון ווניה). אקסיטון הוא למעשה מצב קשור של אלקטרון וחור שנמשכים זה לזה על ידי כח קולון והוא נייטרלי מבחינת מטען חשמלי.
בדרך כלל האקסיטון נוצר כאשר פוטון נבלע בחומר, והוא מעורר אלקטרון מפס הערכיות לפס ההולכה (ומכאן גם שמו, מלשון עירור - excitaition). בפס הערכיות נוצר חוסר באלקטרון אחד, חוסר זה הוא הקווזי-חלקיק הנקרא חור, שמטענו חיובי וזהה בגודלו למטען האלקטרון. האלקטרון נמשך אל החור על ידי כוח קולון ונוצר אקסיטון. מאמר ראשון בנושא פורסם על ידי יעקב פרנקל בשנת 1930.
האקסיטון מתנהג באופן אנלוגי למודל "אטום המימן" של נילס בוהר עם ההתאמות הנדרשות:
תיקון למסת החלקיק הניתן בהתאם לעקמומיות הפסים, תיקון לכח קולון הנובע מהמיסוך בגביש ואנרגיית רמת היסוד היא פער האנרגיה בין רמות הערכיות וההולכה. כתוצאה מכך, פונקציית הגל שיכול לקבל האקסיטון הן אותן הרמוניות ספריות עם הבדל אחד- אין הגבלה על המספר הקוונטי של התנע הזוויתי (בשל אובדן שימור וקטור לפלס-רונגה-לנץ).
לאחר זמן סופי האקסיטון יעבור רקומבינציה (כלומר, חיבור של האלקטרון והחור) והאנרגיה שתיווצר בתהליך זה משתחררת בצורה של פוטון. לעיתים חלק מהאנרגיה מועבר לחומר שבו נמצא האקסיטון לטובת תנודות בגביש (פונונים). זמן החיים של האקסיטון תלוי בהרבה גורמים ויכול לנוע בין פיקו-שניות ועד מילי-שניות.
ראו גם
קישורים חיצוניים
34006303אקסיטון