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EXCITON

Quasi-particule utilisée en physique quantique pour décrire la propagation de l'énergie dans un diélectrique ou dans un semiconducteur par le mécanisme du transfert graduel (d'une molécule à la suivante). L'énergie transférée est une énergie d'excitation (« transfert d'excitation ») et les molécules restent en place, par opposition au transfert accompagné d'un transport de masse (diffusion) ou d'électricité (conduction électrique). On distingue deux types d'excitons :

– L'exciton de Frenkel, de petit rayon (de l'ordre de la constante du réseau, c'est-à-dire de la distance de deux atomes voisins), donc fortement lié. Il apparaît surtout dans les cristaux de grande constante de réseau et de constante diélectrique réduite (halogénures alcalins, cristaux moléculaires). L'exciton de Frenkel n'a pas une masse bien définie, son analogue classique étant une onde de propagation de l'énergie et non une particule. Sa loi de dispersion énergie - quasi-impulsion reproduit la loi de dispersion fréquence-vecteur de propagation de cette onde.

– L'exciton de Wannier-Mott, de grand rayon, donc faiblement lié, possédant un analogue classique corpusculaire. L'état d'excitation d'une molécule étant associé au déplacement d'au moins un atome vers l'extérieur du système atomique, cet analogue est une paire « électron-trou », c'est-à-dire l'ensemble [électron + charge positive équivalente à l'absence de charge négative au point que l'électron a quitté]. La paire électron-trou a un mouvement interne (analogue au mouvement d'un électron autour du noyau dans un atome) et un mouvement d'ensemble de translation. L'énergie du mouvement interne (énergie de formation de l'exciton au repos) est égale dans un cristal à Δ—w, où Δ est la largeur de la bande interdite (séparant la bande de valence de la bande de conduction dans l'approximation de la théorie des zones, que le concept d'exciton a justement le rôle de dépasser) et w est l'énergie de liaison de l'atome de Bohr fictif formé par la paire. L'énergie du mouvement de translation est p2/2 m′, où p est la […]

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Pour citer cet article

Viorel SERGIESCO, « EXCITON  », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le  . URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/exciton/

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« EXCITON » est également traité dans :

LUMINESCENCE

Écrit par :  Daniel CURIEJoseph MATTLER

Dans le chapitre "Luminescence cristalline"  : …  et d'un trou liés électrostatiquement dans des états stables pendant un certain temps. La paire électron-trou ainsi formée est appelée *exciton. Celui-ci constitue un ensemble électriquement neutre qui peut se déplacer dans le cristal sans entraîner de conductivité. L'exciton se détruit spontanément avec émission de lumière ou de chaleur… Lire la suite
ZEEMAN EFFET

Écrit par :  Jean MARGERIE

Dans le chapitre "Effet Zeeman des centres localisés"  : …  dans les spectres d'entités à comportement « individuel », bien que non localisées, comme l'*exciton (ensemble électron-trou se déplaçant de conserve dans un cristal) ou le polaron (électron se déplaçant dans un cristal accompagné d'un « nuage de polarisation »). Quand les raies dues à un centre localisé sont trop élargies pour… Lire la suite

 

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Définition du mot "EXCITON"

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