Excitonic Processes in Solids

اکسایتون یک موج تحریک الکترونیکی متشکل از یک جفت الکترون-حفره است که در یک جامد غیرفلزی منتشر می شود. از زمان تحقیقات پیشگام فرن کل، وانیر و گروه پول در دهه 1930، تعداد زیادی مطالعات تجربی و نظری انجام شده است. با توجه به این تحقیقات، اکسایتون در حال حاضر یک مفهوم به خوبی تثبیت شده است و ساختار الکترونیکی با جزئیات بسیار روشن شده است. موضوعات بعدی برای بررسی، طبیعتاً فرآیندهای دینامیکی اکسیتون‌ها مانند برانگیختگی، آرامش، نابودی و تشکیل مولکول است و در واقع، بسیاری از پدیده‌های جالب در آثار اخیر آشکار شده است. این فرآیندهای برانگیختگی در فیزیک حالت جامد بسیار مهم شناخته شده‌اند، زیرا شامل تعدادی از برهمکنش‌های اساسی بین اکسیتون‌ها و سایر برانگیختگی‌های ابتدایی هستند. هدف این شبه تک نگاری توصیف این فرآیندهای برانگیخته از دیدگاه نظری و تجربی است. ما چند مورد را برای بحث و توضیح فرآیندهای برانگیختگی در جامدات، کریستال های عایق مهم و به خوبی بررسی شده به عنوان زمین بازی برای اکسیتون ها در نظر می گیریم که در آنها به شیوه ای خاص برای هر ماده بازی می کنند. انتخاب مواد به گونه ای انجام می شود که دارای برخی از خواص منحصر به فرد فرآیندهای برانگیختگی هستند و برای پوشش برهمکنش های مهمی که اکسیتون ها در آن دخیل هستند، کافی هستند. در هر ماده، فرآیندهای اکسیتونیک به طور مفصل از سمت تجربی توضیح داده شده است تا کل داستان اکسیتون ها در یک ماده خاص نشان داده شود.

An exciton is an electronic excitation wave consisting of an electron-hole pair which propagates in a nonmetallic solid. Since the pioneering research of Fren­ kel, Wannier and the Pohl group in the 1930s, a large number of experimental and theoretical studies have been made. Due to these investigations the exciton is now a well-established concept and the electronic structure has been clarified in great detail. The next subjects for investigation are, naturally, dynamical processes of excitons such as excitation, relaxation, annihilation and molecule formation and, in fact, many interesting phenomena have been disclosed by recent works. These excitonic processes have been recognized to be quite important in solid-state physics because they involve a number of basic interactions between excitons and other elementary excitations. It is the aim of this quasi monograph to describe these excitonic processes from both theoretical and experimental points of view. we take a few To discuss and illustrate the excitonic processes in solids, important and well-investigated insulating crystals as playgrounds for excitons on which they play in a manner characteristic of each material. The selection of the materials is made in such a way that they possess some unique properties of excitonic processes and are adequate to cover important interactions in which excitons are involved. In each material, excitonic processes are described in detail from the experimental side in order to show the whole story of excitons in a particular material.