Экситон — квазичастица, имеющая важное значение в физике полупроводников. Полупроводниками называют материалы, которые являются ключевыми для многих современных технологических устройств, будь то солнечные элементы, светодиоды, лазеры и смартфоны.
По словам Майкла Мана, сотрудника отделения фемтосекундной спектроскопии OIST, экситоны — это действительно уникальные и интересные частицы. «Они электрически нейтральны, что означает, что они ведут себя в материалах совершенно иначе, чем другие частицы, такие как электроны. Их присутствие может изменить реакцию материала на свет», — говорит ученый.
Экситоны образуются, когда полупроводники поглощают фотоны света, что заставляет отрицательно заряженные электроны перескакивать с более низкого энергетического уровня на более высокий. Это оставляет положительно заряженные пустые пространства, называемые дырками, на нижнем энергетическом уровне. Противоположно заряженные электроны и дырки притягиваются и начинают вращаться друг вокруг друга, что создает экситоны, пишет SciTechDaily.
До сих пор ученым не удавалось запечатлеть экситоны. Одна проблема заключается в их хрупкости — требуется относительно небольшая энергия, чтобы разбить экситон на свободные электроны и дырки. Более того, они быстротечны по своей природе — в некоторых материалах экситоны гаснут примерно через несколько тысячных миллиардных секунды после их образования, когда возбужденные электроны «падают» обратно в дырки.
Посмотрите на лучшие научные фотографии, сделанные в рамках конкурса Science Photographer of the Year:
Это тоже интересно: