ЭКСИТО́Н

ЭКСИТО́Н (от лат. excito – воз­бу­ж­дать), эле­мен­тар­ное кол­лек­тив­ное элек­трон­ное воз­бу­ж­де­ние (ква­зи­ча­сти­ца), пе­ре­ме­щаю­щее­ся в ви­де вол­ны в кри­стал­лах ди­элек­три­ков и по­лу­про­вод­ни­ков, не свя­зан­ное с пе­ре­но­сом элек­трич. за­ря­да и мас­сы. По­ня­тие Э. пред­ло­же­но Я. И. Френ­ке­лем в 1931.

Ра­диу­сом Э. на­зы­ва­ют ср. рас­стоя­ние ме­ж­ду воз­бу­ж­дён­ным элек­тро­ном и его ос­тав­шим­ся ва­кант­ным не­воз­бу­ж­дён­ным со­стоя­ни­ем (дыр­кой), свя­зан­ны­ми в эк­си­тон­ной вол­не. Э. име­ют ко­неч­ное вре­мя жиз­ни: элек­трон и дыр­ка мо­гут ре­ком­би­ни­ро­вать с из­лу­че­ни­ем фо­то­на или бе­зыз­лу­ча­тель­но при столк­но­ве­нии с де­фек­та­ми кри­стал­лич. ре­шёт­ки.

Раз­ли­ча­ют эк­си­тон Френ­ке­ля, или Э. ма­ло­го ра­диу­са (свя­зан­ные элек­трон и дыр­ка на­хо­дят­ся на од­ном уз­ле ре­шёт­ки) и Ва­нье – Мот­та эк­си­тон, или Э. боль­шо­го ра­диу­са (свя­зан­ные элек­трон и дыр­ка на­хо­дят­ся на разл. уз­лах). Э. про­яв­ля­ют­ся в спек­трах оп­тич. по­гло­ще­ния по­лу­про­вод­ни­ков в ви­де уз­ких ли­ний – т. н. эк­си­тон­ных ре­зо­нан­сов.

Су­ще­ст­вую­щий в ви­де вол­ны Э. (т. н. сво­бод­ный, или ко­ге­рент­ный, эк­си­тон) мо­жет быть за­хва­чен де­фек­том струк­ту­ры ре­шёт­ки, об­ра­зо­вав с ним свя­зан­ный Э. При воз­бу­ж­де­нии Э. с по­мо­щью ма­ло­мощ­ных ис­точ­ни­ков све­та их кон­цен­тра­ция не­ве­ли­ка (до 10^–14 см^–3) и их мож­но рас­смат­ри­вать как газ не­взаи­мо­дей­ст­вую­щих ква­зи­ча­стиц. При ин­тен­сив­ном ла­зер­ном воз­бу­ж­де­нии соз­да­ёт­ся газ Э. боль­шой плот­но­сти, при­чём взаи­мо­дей­ст­вие Э. при­во­дит к по­яв­ле­нию эк­си­тон­ных мо­ле­кул (би­экси­то­нов), кон­ден­са­ции Э. ли­бо их рас­па­ду с об­ра­зо­ва­ни­ем ка­пель элек­трон­но-ды­роч­ной жид­ко­сти.

Э. иг­ра­ют боль­шую роль в про­цес­сах пе­ре­но­са энер­гии воз­бу­ж­де­ния в крис­тал­ле, из­лу­ча­тель­ных про­цес­сах, ла­зер­ной ге­не­ра­ции и др.