Физика твердого тела. Полупроводники, диэлектрики, магнетики. Морозов А.И. - 37 стр.

                               36

Минимальная энергия свободных электрона и дырки равна E g .
Энергия экситона меньше этой энергии на величину энергии
связи ε b , которую можно получить аналогично случаю атому
водорода, подставляя в формулы вместо массы электрона
приведенную эффективную массу экситона
                             me*mh*
                       m* =           ,                  (3.6)
                             *
                            me + mh *

и учитывая экранирование электрического поля кристаллической
решеткой (ослабление его в ε раз, где ε -диэлектрическая
проницаемость полупроводника при Т=0):
         ( j)     m * e4       1 13,6эВ ⎛ m * ⎞ 1
        εb =                 ⋅   =      ⎜⎜ ⎟⎟ ⋅ ,       (3.7)
               2h (4πεε 0 ) j
                 2         2   2   ε 2    m
                                         ⎝ e⎠ j 2

где j - номер уровня водородоподобного атома.
      Таким образом, экситонное поглощение света должно
наблюдаться на дискретных (водородоподобных) частотах
                                       ( )
                       ω j = [ E g − ε b j ] h −1 .      (3.8)
Линии с большими номерами j сливаются с краем собственного
поглощения.
      За характерное время τ rex происходит рекомбинация, в
результате которой экситон исчезает, а его энергия и импульс
передаются третьей частице (фотону, НЗ и т. д.).
      С появлением мощных источников излучения стало
возможным генерировать большое количество экситонов (их
концентрация достигла 1024 м− 3 и более). При этом возникают
связанные состояния экситонов (биэкситоны), а при низких
температурах экситоны конденсируются, образуя экситонные
капли макроскопического размера (0,1 мм и более), обладающие
металлической проводимостью.