Exciton on, fysiikan, lähes hiukkanen, joka voidaan nähdä elektroni - aukko pari yhdistää Coulombin voimat . Analogisesti käytetään usein on verrata elektroni ja aukko vastaavasti elektronin ja protonin on vetyatomi . Tätä ilmiötä esiintyy puolijohteissa ja eristeissä .
Vuonna 2008 demonstroitiin ensimmäinen eksitoneihin perustuva elektroninen laite, joka toimi kryogeenisissä lämpötiloissa. Vuonna 2018 EPFL kehittää eksitonipohjaista transistoria, joka voi toimia huoneenlämmössä. Tämä tekniikka avaa tietä monille uusille mahdollisuuksille eksitoniikassa , soveltavan fysiikan haarassa, joka fotoniikan ja spintroniikan jälkeen on osoittautunut lupaavimmaksi tulevaisuuden elektroniikalle .
Eksitoneja on yleensä kahdenlaisia:
Mott-Wannier-excitonin elektroni ja reikä erotetaan noin d ~ 100-400Å: lla, kun taas Frenkel-eksitonille tämä erotus on luokkaa d <5Å. On kuitenkin välitapaus, jonka löydämme orgaanisista molekyylikiteistä ja jossa elektronin ja reiän välinen etäisyys vastaa kerran tai kahdesti lähimmän naapurin molekyylien välistä etäisyyttä, kutsumme tätä exciton: transfer exciton. Varaukseksi.
Toinen tapa kuvata eksitonia on ajatella sitä neutraalin polarisaation aalloksi materiaalissa.
Puolijohdemateriaaleissa exciton ilmenee absorptiohuipun läsnäololla, joka sijaitsee materiaalin kaistanleveysenergiaa pienemmällä energialla. Ero kahden energian on sitova energia on exciton, ja exciton huippu on havaittavissa vain, kun sidosenergia ei ole vähäpätöinen verrattuna lämpöteho: . On kvanttikaivon , energia exciton siirtyminen voidaan muuttaa soveltamalla sähkökenttää (kiitos Stark vaikutus ), joka on pohjalta modulaattorin valon intensiteetti: modulaattorin elektro-absorptio.
Eksaktonien käsitteen ehdotti ensimmäisen kerran Yakov Frenkel vuonna 1931 , kun hän kuvasi atomien viritystä eristimen hilassa. Hän ehdotti, että tämä innoissaan tila voisi liikkua hiukkasena hilan läpi ilman näkyvää varauksen siirtämistä.