Quelle est la différence entre un exciton, une paire d'électrons positrons et un trou associé?


Réponse 1:

Le positron est une (anti) particule régulière; il peut se propager dans le vide, tout comme son partenaire l'électron. S'ils se réunissent, ils s'annihilent en (généralement) deux rayons gamma 511 keV.

Le «trou» n'existe que dans les solides. C'est un «électron manquant» dans une «mer remplie» d'états d'électrons - rappelez-vous, le principe d'exclusion de Pauli ne permet pas à deux électrons d'être exactement dans le même état au même endroit, donc une fois qu'un niveau d'énergie est occupé, le l'électron suivant doit entrer dans un état d'énergie supérieur (même au zéro absolu). Donc, si l'un de ces états inférieurs se vide d'une manière ou d'une autre (par exemple en ayant un électron éliminé), le «trou» agit à toutes fins utiles comme une quasi-particule chargée positivement. Lorsque cela se produit, l'électron et son trou «associé» peuvent se lier ensemble dans un exciton, qui est un peu comme un atome de positronium, sauf que lorsqu'il s'annihile, il ne libère que la quantité d'énergie nécessaire pour faire sortir l'électron de son niveau en premier lieu.