Экситон - что это?

[Белая Глазурь]

уважаемые форумчане, я никак не могу понять что такое экситон для многоатомной молекулы

[kbob]

Молекулярные экситоны - http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_phys ... 0%AB%D0%95

[Белая Глазурь]

а как определить тип экситона? Френкеля он или Ванье - Momma?

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ЭКСИТОНЫ
- электронные возбуждения (квазичастицы) в молекулярных кристаллах, обладающие свойствами Френкеля экситонов. Это означает, что молекулы и в основном, и в возбуждённом состояниях сохраняют свою индивидуальность, слабо возмущены внутрикристаллическим полем и волновые ф-ции соседних молекул перекрываются слабо. При этом, в отличие от Ванье - Momma экситона, возбуждение сосредоточено на одной молекуле. Возбуждённое состояние молекулы не локализовано и может перемещаться от молекулы к молекуле

[kbob]

а как определить тип экситона? Френкеля он или Ванье - Momma?

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ЭКСИТОНЫ
- электронные возбуждения (квазичастицы) в молекулярных кристаллах, обладающие свойствами Френкеля экситонов. Это означает, что молекулы и в основном, и в возбуждённом состояниях сохраняют свою индивидуальность, слабо возмущены внутрикристаллическим полем и волновые ф-ции соседних молекул перекрываются слабо. При этом, в отличие от Ванье - Momma экситона, возбуждение сосредоточено на одной молекуле. Возбуждённое состояние молекулы не локализовано и может перемещаться от молекулы к молекуле

Ванье - Moттa.
http://dssp.petrsu.ru/p/tutorial/ftt/Pa ... 11.3.3.htm
Обычно экспериментально или исходя из того какое у вас вещество. Деление экситонов на два типа условно (оба типа являются крайностями).
Если вещество - хороший полупроводник и эффективная масса дырок и электронов мала, то водородоподобное связанное состояние электрона и дырки по размеру будет гораздо больше параметра решетки. Саму решетку в таком случае можно считать квазинепрерывной средой с диелектрической проницаемостью.
Если вещество молекулярный кристалл (с низкой подвижностью носителей заряда), то связанное состояние электрона и дырки это фактические возбужденная молекула вещества.

[Белая Глазурь]

kbob , спасибо! понятно) а в растворе как оно?

[kbob]

kbob , спасибо! понятно) а в растворе как оно?

В неупорядоченный системах все гораздо сложнее и электронные возбуждения в растворах не принято называть экситонами. Вас какие "растворы" интересуют? Аморфный кремний с примесями, кварцевое стекло (раствор оксидов щелочных метоллов в двуокиси кремния), метеллические стекла, тоже можно с натяжкой считать растворами. Водные растворы являются очень нетривиальным случаем для существования электронных возбуждений, поскольку в них очень эффективно работает безизлучательная колебательная релаксация электронных возбуждений (есть легкий атом водорода с высокой энергией колебаний). Почитайте, например, про жидкостные лазеры, водные растворы там практически не используются (кроме лазеров на красителях), потому что электронные возбуждения крайне быстро безизлучательно релаксируют. А в неводной среде РОСl₃-SnCl₄-Nd³⁺ вполне можно наблюдать долгоживущие электронные возбуждения на атомах неодима.

[Белая Глазурь]

спасибо, kbob! меня интересуют самые настоящие жидкие растворы, на органических растворителях)

[Лечащий Врач]

Глазурь, в первом приближении в водных растворах экситонов не бывает. Они и в кристаллах органики-то обычно живут только пока лазером светишь, а в воде слишком много путей для безызлучательных переходов.

И, кстати, люди, снимающие структуры возбужденных состояний в кристалле, термин "экситон" не используют.

[kbob]

И, кстати, люди, снимающие структуры возбужденных состояний в кристалле, термин "экситон" не используют.

Ну почему же, в кристаллическом нафталине например есть экситоны Френкеля http://www.jetpletters.ac.ru/ps/513/article_8105.pdf

[Лечащий Врач]

Ну почему же, в кристаллическом нафталине например есть экситоны Френкеля http://www.jetpletters.ac.ru/ps/513/article_8105.pdf

Я говорил скорее о наследниках этой работы:

DOI:

http://dx.doi.org/10.1021/ja00091a030

Их довольно много, сейчас есть отработанная методика для съемки структур экситонов, живущих единицы секунд (развитая потом). Просто, ну, вместо словосочетания "экситон Френкеля" куда как чаще встречаешь словосочетание "метастабильное возбужденное состояние".

[kbob]

Термин Экситон придумал наш, советский физик-теоретик Яков Ильич Френкель, "английские ученые" могли и не знать.

[sanya1024]

Про экситоны говорят, когда имеют дело с молекулярными и полимерными полупроводниками и светоизлучающими/фотовольтаическими устройствами. Обычно интересует генерация и транспорт экситонов в материале. Про экситоны в жидких растворах я не слышала никогда. Говорят еще про экситоны в организованных фазах типа жидких кристаллов или молекулярных агрегатов. Если такие микро- (нано?)фазы могут существовать в растворах, да еще и включать в себя молекулы растворителя, то экситоны возможны и в них.

Кстати, есть (старая) книжка Давыдова "Теория молекулярных экситонов", в сети ее скачать было нереально, если не найдете, я выложу.

[Jeffry]

Есть книга на либгене (качество не очень хорошее):

Код: Выделить всё

http://libgen.org/search.php?req=%D0%A2%D0%B5%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%8F+%D0%BC%D0%BE%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%80%D0%BD%D1%8B%D1%85+%D1%8D%D0%BA%D1%81%D0%B8%D1%82%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D0%B2&open=0&view=simple&column%5B%5D=title&column%5B%5D=author&column%5B%5D=series&column%5B%5D=periodical&column%5B%5D=publisher&column%5B%5D=year

[sanya1024]

О, это хорошо. А то я обнаружила, что мой вариант -- по-английски.

[kbob]

Про экситоны говорят, когда имеют дело с молекулярными и полимерными полупроводниками и светоизлучающими/фотовольтаическими устройствами. Обычно интересует генерация и транспорт экситонов в материале. Про экситоны в жидких растворах я не слышала никогда. Говорят еще про экситоны в организованных фазах типа жидких кристаллов или молекулярных агрегатов. Если такие микро- (нано?)фазы могут существовать в растворах, да еще и включать в себя молекулы растворителя, то экситоны возможны и в них.

Кстати, есть (старая) книжка Давыдова "Теория молекулярных экситонов", в сети ее скачать было нереально, если не найдете, я выложу.

Да, вы правы. Обычно если есть транспорт - говорят про экситоны, а в неупорядоченных веществах транспорт только прыжковый, там про экситоны большого смысла говорить нет.

[Белая Глазурь]

Большое Спасибо!

[sanya1024]

Да, вы правы. Обычно если есть транспорт - говорят про экситоны, а в неупорядоченных веществах транспорт только прыжковый, там про экситоны большого смысла говорить нет.

Как раз наоборот, говорят именно про прыжковый транспорт носителей и экситонов в аморфных молекулярных полупроводниках. Собс-но, им мы сейчас и занимаемся

[kbob]

Да, вы правы. Обычно если есть транспорт - говорят про экситоны, а в неупорядоченных веществах транспорт только прыжковый, там про экситоны большого смысла говорить нет.

Как раз наоборот, говорят именно про прыжковый транспорт носителей и экситонов в аморфных молекулярных полупроводниках. Собс-но, им мы сейчас и занимаемся

В жидкостя и аморфных в-вах будет прыжковый механизм, а в кристаллах квазиимпульс сохраняется и будет зонный перенос. Нет принципиальной разницы между жидкостью и переохлажденной жидкостью aka аморфным веществой.

[VTur]

Об экситонах удобнее говорить, если используется терминология теории поля. Тогда элементарные возбуждения удобнее рассматривать как квазичастицы.
Если говорить на языке квантовой механики, то удобнее использвоть термины состояния (возбужденные состочния). Все дело в используемой математике, что легче для Вас, ту терминологию и и спользуйте. Результат от терминологии не зависит. А о квазичастицах смотрите работы Лифшица. У меня классика Каганов, Лифшиц. Квазичастицы,есть в бумажном варианте. Могу отсканить любые три страницы.

[ Post made via Android ]

[kbob]

Полностью согласен с VTur