EXCITON

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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 f [...]


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ZEEMAN EFFET

  • Écrit par 
  • Jean MARGERIE
  •  • 5 760 mots
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Dans le chapitre « Effet Zeeman des centres localisés »  : […] On rencontre des cas où les électrons optiques, bien que perturbés par l'entourage cristallin, sont liés essentiellement à un centre donné (par exemple, centres colorés dus à des impuretés ou à des défauts de réseau, cristal pur renfermant des ions de terre rare, etc.). Les spectres sont alors assez semblables à ceux des atomes libres, les raies d'émission ou d'absorption étant simplement plus ou […] Lire la suite

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Viorel SERGIESCO, « EXCITON », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 24 mars 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/exciton/