Mostrar código-fonte de Excíton

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Um '''excíton'''<sup>[br]</sup> ou '''excitão'''<sup>[pt]</sup> é uma [[quasipartícula]] (ou excitação elementar) dos sólidos formada por um [[elétron]] e um [[Electrão-buraco|"buraco"]] ligados através da interação coulombiana.<ref>{{Citar periódico|ultimo=Crockett|primeiro=Christopher|data=2018-07-26|titulo=Strange new entities called collexons hint at undiscovered physics in semiconductors|url=https://www.sciencenews.org/article/new-quasiparticle-collexon-lurks-semiconductors|jornal=Science News|lingua=en}}</ref>  Se dá unicamente em [[semicondutor]]es e [[isolante elétrico|isolantes]].

Uma forma de entender a formação do excíton é a seguinte: um [[fóton]] alcança um semicondutor, excitando um elétron desde a [[banda de valência]] à [[banda de condução]]. O "buraco" que deixa atrás de si o elétron na banda de valência, ao ter carga oposta, interage com ele, atraindo-o através da [[Lei de Coulomb|força de Coulomb]], de forma que ficam ligados um ao outro. O sistema que resulta de tal vínculo é justamente o excíton, e possui uma energia ligeiramente menor que a de um elétron e um "buraco" livres.

Dado que este sistema é similar ao que formam, nos [[átomo hidrogenóide|átomos hidrogenóides]], o elétron e o núcleo, sua [[função de onda]] também será hidrogenóide. Entretanto, a energia de ligação é muito menor, e seu tamanho muito maior que os do átomo de [[hidrogênio]], devido aos efeitos de dispersão (que se traduz em uma [[permissividade|permissividade dielétrica]] maior que a do vácuo) e à [[massa efetiva]] do elétron e o "buraco", que são característicos do material.

Num átomo de hidrogênio o núcleo e o elétron podem ter o ''[[spin]]'' paralelo ou antiparalelo, e o mesmo se sucede ao excíton.

== Excíton de Frenkel ==
Em materiais com uma constante dielétrica relativamente pequena, a interação Coulomb entre um elétron e um [[Buraco (semicondutores)|buraco]] pode ser forte e os excitons tendem a ser pequenos, da mesma ordem que o tamanho da célula unitária.<ref>{{Citar livro|url=https://www.oxfordscholarship.com/view/10.1093/acprof:oso/9780198753735.001.0001/acprof-9780198753735-chapter-4|título=Frenkel Excitons|ultimo=Combescot|primeiro=Monique|ultimo2=Shiau|primeiro2=Shiue-Yuan|data=2015-12-01|editora=Oxford University Press|lingua=en-US|doi=10.1093/acprof:oso/9780198753735.001.0001/acprof-9780198753735-chapter-4|isbn=978-0-19-181528-7}}</ref> A absorção de um fóton ressonante com uma transição d-d leva à criação de um par de elétrons-orifícios em um único local atômico, que pode ser tratado como um excíton de Frenkel.<ref>{{Citar periódico|ultimo=Gaididei|primeiro=Yu. B.|ultimo2=Loktev|primeiro2=V. M.|data=1992|editor-sobrenome=Davydov|editor-nome=Aleksandr S.|editor-sobrenome2=Loktev|editor-nome2=Vadim M.|titulo=On the Theory of dd-Absorption in High-Temperature Superconductors|url=https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-642-77293-1_9|jornal=High-Tc Superconductivity|series=Research Reports in Physics|lingua=en|local=Berlin, Heidelberg|publicado=Springer|paginas=126–135|doi=10.1007/978-3-642-77293-1_9|isbn=978-3-642-77293-1}}</ref>

== Excíton de Wannier-Mott ==
Nos semicondutores, a constante dielétrica é geralmente grande. Consequentemente, a triagem de campo elétrico tende a reduzir a interação de Coulomb entre elétrons e buracos. O resultado é um exciton de Wannier-Mott,  que possui um raio maior que o espaçamento da [[Rede diagonal|rede]].<ref>{{Citar periódico|ultimo=Wannier|primeiro=Gregory H.|data=agosto de 1937|titulo=The Structure of Electronic Excitation Levels in Insulating Crystals|url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1937PhRv...52..191W/abstract|jornal=PhRv|lingua=en|volume=52|numero=3|paginas=191–197|doi=10.1103/PhysRev.52.191|issn=1536-6065}}</ref>

== Excíton de Mahan ==
O exciton de Mahan é um tipo de exciton previsto em 1967, por [[Gerald Mahan]], que ainda pode persistir acima da densidade de Mott.<ref>{{Citar periódico|ultimo=Mediacom|data=2020-12-02|titulo=New quasiparticle unveiled in room temperature semiconductors|url=https://actu.epfl.ch/news/new-quasiparticle-unveiled-in-room-temperature-s-3/|lingua=en}}</ref> Essa quase partícula foi observada em uma perovskita com halogeneto de chumbo à temperatura ambiente,<ref>{{citar web|url=https://arxiv.org/pdf/1902.05832.pdf|titulo=Ultrafast dynamics of hot charge carriers in an oxide semiconductor probed by femtosecond spectroscopic ellipsometry|data=23 de novembro de 2019|acessodata=|publicado=arXiv:1902.05832v2 [cond-mat.mtrl-sci]|ultimo=Steffen Richter|primeiro=|numero-autores=et al}}</ref> um semicondutor barato e abundante que é intensamente investigado para aplicações como energia fotovoltaica, materiais luminescentes ou lasers.<ref>{{Citar web|titulo=Scientists unveiled new quasiparticle in the room temperature|url=https://www.techexplorist.com/scientists-unveiled-new-quasiparticle-room-temperature/30028/|obra=Tech Explorist|data=2020-02-12|acessodata=2020-02-12|lingua=en-US}}</ref>

== Excitões em nanopartículas ==
{{see also|Ponto quântico}}
Nas [[nanopartícula]]s de [[Esferólito|cristalito]] [[semicondutor]]as que exibem efeitos de confinamento [[Mecânica quântica|quântico]] e, portanto, se comportam como [[Ponto quântico|pontos quânticos]], os raios excitônicos são dados por<ref>{{citar periódico|último1 =Brus |primeiro1 =Louis |data=1986 |título=Electronic wave functions in semiconductor clusters: experiment and theory |periódico=The Journal of Physical Chemistry |volume=90 |número=12 |páginas=2555–2560 |doi= 10.1021/j100403a003|publicado=ACS Publications}}</ref><ref name="Edvinsson2018">
{{citar periódico|último1 =Edvinsson|primeiro1 =T.|título=Optical quantum confinement and photocatalytic properties in two-, one- and zero-dimensional nanostructures|periódico=Royal Society Open Science|volume=5|número=9|ano=2018|páginas=180387|issn=2054-5703|doi=10.1098/rsos.180387|pmid=30839677}}</ref>
:<math>a_\text{X} = \frac{\varepsilon_r}{\mu/m_0}a_0</math>
onde <math>\varepsilon_r</math> é a [[Constante dielétrica|permissividade relativa]], <math>\mu \equiv (m_e^*m_h^*/(m_e^*+m_h^*)</math> é a massa reduzida do sistema de buracos de elétrons, <math>m_0</math> é a massa de elétrons e <math>a_0</math> é o [[raio de Bohr]].

{{referências}}

{{partículas elementares}}
[[Categoria:Física de partículas]]
[[Categoria:Quasipartículas]]