Cùng nắm kiến thức trong bài thuyết trình "Tính chất quang của vật rắn" về exciton thông qua việc tìm hiểu các nội dung sau: khái niệm exciton, exciton tự do, exciton tự do trong trường ngoài. để nắm rõ hơn kiến thức cần thiết được trình bày trong bài thuyết trình này. | GVHD: Như Thảo HVTH: Phạm Tùng Lâm NỘI DUNG . EXCITON TỰ DO . KHÁI NIỆM EXCITON . EXCITON TỰ DO TRONG TRƯỜNG NGOÀI MỞ ĐẦU ► Ở chương 3 chúng ta đã biết: quá trình hấp thụ một photon bởi sự dịch chuyển liên vùng sẽ tạo ra một điện tử ở vùng dẫn và một lỗ trống ở vùng hóa trị. Trong trường hợp này chúng ta không chú ý đến tương tác Coulomb giữa chúng (tương tác đẩy giữa điện tử-điện tử, lỗ trống-lỗ trống và tương tác hút giữa điện tử-lỗ trống). ► Khi chú ý đến tương tác hút giữa điện tử-lỗ trống thì sẽ gia tăng sự hình thành các kích thích mới trong tinh thể gọi là exciton. KHÁI NIỆM EXCITON ► Sự hấp thụ một photon bởi sự chuyển dời khác vùng (xảy ra trong chất bán dẫn hoặc điện môi) tạo ra một điện tử ở vùng dẫn và một lỗ trống ở vùng hóa trị. Nếu những điều kiện thích hợp được thỏa mãn thì cặp liên kết điện tử-lỗ trống có thể được hình thành, trạng thái liên kết này được gọi là Exciton. ► Exciton có thể được xem như hệ thống nguyên tử hydro gồm có 1 positron và 1 điện tử trên quỹ đạo dừng chuyển động xung quanh lẫn nhau. ► Exciton có 2 dạng: Exciton Wannier-Mott (exciton tự do) Exciton Frenkel (exciton liên kết chặt) ► Exciton Wannier-Mott có bán kính lớn. Chúng không cố định mà tự do chuyển động trong toàn tinh thể. ► Exciton Frenkel có bán kính cỡ kích thước ô cơ sở. Chúng liên kết chặt với các nguyên tử hoặc phân tử. Exciton Frenkel có thể dịch chuyển trong tinh thể bằng cách nhảy từ nguyên tử (phân tử) này sang nguyên tử (phân tử) khác KHÁI NIỆM EXCITON Exciton Wannier-Mott (exciton tự do) Exciton Frankel (exciton liên kết chặt) KHÁI NIỆM EXCITON ► Tại nhiệt độ T nào đó, exciton muốn tồn tại thì thế năng tương tác hút Coulomb phải lớn hơn năng lượng phonon (vào cỡ kBT). ► Ở nhiệt độ phòng năng lượng của phonon có giá trị cỡ kBT≈0,025eV ► Ở nhiệt độ phòng, exciton tự do có bán kính lớn nên năng lượng liên kết bé cỡ 0,01eV. Như vậy, rõ ràng exciton tự do không thể tồn tại ở nhiệt độ phòng. Chúng chỉ được tìm thấy ở nhiệt độ . | GVHD: Như Thảo HVTH: Phạm Tùng Lâm NỘI DUNG . EXCITON TỰ DO . KHÁI NIỆM EXCITON . EXCITON TỰ DO TRONG TRƯỜNG NGOÀI MỞ ĐẦU ► Ở chương 3 chúng ta đã biết: quá trình hấp thụ một photon bởi sự dịch chuyển liên vùng sẽ tạo ra một điện tử ở vùng dẫn và một lỗ trống ở vùng hóa trị. Trong trường hợp này chúng ta không chú ý đến tương tác Coulomb giữa chúng (tương tác đẩy giữa điện tử-điện tử, lỗ trống-lỗ trống và tương tác hút giữa điện tử-lỗ trống). ► Khi chú ý đến tương tác hút giữa điện tử-lỗ trống thì sẽ gia tăng sự hình thành các kích thích mới trong tinh thể gọi là exciton. KHÁI NIỆM EXCITON ► Sự hấp thụ một photon bởi sự chuyển dời khác vùng (xảy ra trong chất bán dẫn hoặc điện môi) tạo ra một điện tử ở vùng dẫn và một lỗ trống ở vùng hóa trị. Nếu những điều kiện thích hợp được thỏa mãn thì cặp liên kết điện tử-lỗ trống có thể được hình thành, trạng thái liên kết này được gọi là Exciton. ► Exciton có thể được xem như hệ thống nguyên tử hydro gồm có 1 .
