Innovazione

Che cos’è l’eccitone?

È un particolare stato di eccitazione elettronica che si manifesta fornendo energia a un materiale semiconduttore (come il silicio o il germanio). Se immaginiamo i livelli energetici del...

È un particolare stato di eccitazione elettronica che si manifesta fornendo energia a un materiale semiconduttore (come il silicio o il germanio). Se immaginiamo i livelli energetici del cristallo semiconduttore come i piani di una casa, a basse temperature le “stanze” del pianterreno risultano occupate ciascuna da un elettrone e nessuno quindi potrebbe muoversi perché le leggi della fisica vietano a un elettrone di entrare in una stanza già occupata. Ma quando si fornisce energia, qualche elettrone (carico negativamente) riesce a saltare al “primo piano”, dove le stanze sono vuote e si può quindi muovere. Al piano terra rimangono così delle stanze libere (dette buche). Anche gli elettroni del piano terra possono allora muoversi, dando però l’impressione che siano le buche a spostarsi dalla parte opposta, recando con sé una carica positiva. A causa della differenza di carica, fra l’elettrone saltato al piano superiore e la buca rimasta al piano terra si esercita una forza di attrazione elettrica. Così, quando l’elettrone si muove nel semiconduttore, la buca lo segue. L’eccitone costituisce una riserva di energia: quando la coppia elettrone-buca si ricombina (dopo un miliardesimo di secondo circa), l’energia servita a formarla viene restituita sotto forma di luce. Gli eccitoni consentono di accumulare radiazione elettromagnetica in una microcavità e di realizzare nei futuri computer ottici, che funzioneranno cioè con segnali luminosi, una memoria ottica.

26 giugno 2002
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