激子

寿命很短的准粒子
激子,非金属晶体导带中的电子价带中的空穴,由于库仑吸引作用组成的类似氢原子的复合体;价带中的电子如果获得足够能量(如吸收光子)进入导带,在价带中便留下空穴。由于电子带负电荷,空穴带正电荷,激子由两者之间的库仑吸引作用产生;激子是玻色子,服从玻色—爱因斯坦统计分布规律。[1]
激子是电中性的,对导电过程没有贡献;受到热运动能量的影响,激子将电离成为自由运动的电子和空穴,最终它们复合而发出相应频率的光。激子的能级也是分立的,分布在禁带中靠导带底的区域,对晶体光吸收的长波有明显影响,出现新的吸收带,并可由此测得激子的结合能,即激子基态能级离导带底的能量值,如GaAs中激子的结合能为4.2毫电子伏,而氯化钾晶体中激子结合能为400毫电子伏。激子中的电子空穴相距比晶格常数大很多的称为莫特—万尼尔激子,电子和空穴间距比晶格常数小的称为弗仑克尔激子。[]晶体中的激子,其电子与空穴在同一原子中是这种激子的实例,其结合能为1.5电子伏。[1]

定义

一个激发态分子S*与它的一个基态分子S结合形成一个瞬态激发态二聚体(SS)*,被称作激子或激基缔合物,它比较容易在芳香族溶液体系中形成,S*+S←→(SS)*→S+S+hv通常激子的能量低于激发态分子。因此,这种激子去活时发出的荧光具较长的波长。

原理