Экситоника как наука, Экситон кратко

Привет, Вы узнаете о том , что такое экситоника, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое экситоника, экситон , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Фотоника.

экситон ика - Область науки и техники, которая изучает технические устройства на основе использования свойств экситонов, называют экситоникой.

Эксито́н (лат. excito — «возбуждаю») — квазичастица, представляющая собой электронное возбуждение в диэлектрике, полупроводнике или металле[1], мигрирующее по кристаллу и не связанное с переносом электрического заряда и массы. Понятие об экситоне и сам термин введены советским физиком Я. И. Френкелем в 1931 году, им же разработана теория экситонов[2][3][4], а экспериментально спектр экситона впервые наблюдался в 1951 году[5] (или в 1952 году[6]) советским физиком Е. Ф. Гроссом, результаты этого исследования опубликованы в 1952 году[7]. Представляет собой связанное состояние электрона и дырки. При этом его следует считать самостоятельной элементарной (не сводимой) частицей в случаях, когда энергия взаимодействия электрона и дырки имеет тот же порядок, что и энергия их движения, а энергия взаимодействия между двумя экситонами мала по сравнению с энергией каждого из них. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Экситон можно считать элементарной квазичастицей в тех явлениях, в которых он выступает как целое образование, не подвергающееся воздействиям, способным его разрушить.

Экситон может быть представлен в виде связанного состояния электрона проводимости и дырки, расположенных или в одном узле кристаллической решетки (экситон Френкеля, a* < a0, a* — радиус экситона, a0 — период решетки), или на расстояниях, значительно больше междуатомных (экситон Ванье — Мотта, a* ≫ a0). В полупроводниках, за счет высокой диэлектрической проницаемости, существуют только экситоны Ванье — Мотта. Экситоны Френкеля применимы, прежде всего, к молекулярным кристаллам[8].

Экситон Френкеля, связанная электронно-дырочная пара, где дырка локализована в положении в кристалле, представленном черными точками

Экситон Ванье-Мотта, связанная электронно-дырочная пара, которая не локализована в кристаллическом положении. На этом рисунке схематично показана диффузия экситона по решетке

Полупроводниковые приборы на основе экситонных переходов

В объемных полупроводниках экситонные состояния проявляются только при глубоком охлаждении образцов, что препятствует их использованию. В тонкопленочных полупроводниковых структурах, напротив, экситонные состояния хорошо выражены при комнатной температуре. Заданным образом изменяя размеры наноструктур, можно изменять энергию связи и другие параметры экситонов и, таким образом, осуществлять управление экситонами в низкоразмерных структурах и создавать приборы на основе физических процессов с участием экситонов[9][10].

Так, разработан прибор, совмещающий функции электрооптического переключателя и детектора излучения на экситонном переходе. Принцип его работы заключается в том, что спектр поглощения экситонов в тонких слоях арсенида галлия при поперечном электрическом поле сдвигается в красную область в силу эффекта Штарка в системе с квантовыми ограничениями. За счет изменения поглощения внешнее напряжение может модулировать интенсивность проходящего через полупроводник света на частоте экситонного перехода.

Детектирование излучения происходит за счет распада на электроны и дырки экситонов, образовавшихся при резонансном возбуждении за счет излучения[11].

Созданы и другие приборы, в которых роль среды, осуществляющей обработку информации, вместо электронного газа играет экситонный газ: оптические модуляторы, фазовращатели, переключатели, оптический транзистор и лазер

Исследование, описанное в статье про экситоника, подчеркивает ее значимость в современном мире. Надеюсь, что теперь ты понял что такое экситоника, экситон и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Фотоника