Excitón (Zoológico de Partículas Subatómicas)

Excitón

Un exciton es una cuasipartícula neutra formada por un electrón en la banda de conducción y un hueco en la banda de valencia que permanecen ligados entre sí por la interacción coulombiana. Esta entidad surge en materiales semiconductores, aislantes y sistemas ópticamente excitados.

Sus propiedades fundamentales son:

• Estado ligado electrón-hueco: el electrón y el hueco forman un par análogo al átomo de hidrógeno, con niveles de energía discretos y un radio característico que depende del material.

• Neutralidad eléctrica: aunque está compuesto por partículas cargadas, el excitón es globalmente neutro, lo que influye en su interacción con campos externos.

• Movilidad colectiva: se desplaza como una unidad a través del cristal, caracterizado por una masa efectiva que combina las masas efectivas del electrón y del hueco.

• Naturaleza bosónica: en muchos contextos, especialmente a baja densidad, puede tratarse como una cuasipartícula con comportamiento bosónico.

• Importancia óptica: desempeña un papel esencial en la absorción, emisión y transporte de energía en semiconductores, materiales 2D y sistemas moleculares.

• Modos excitónicos: pueden distinguirse excitones de tipo Wannier-Mott, extendidos en cristales con constante dieléctrica elevada, y excitones de tipo Frenkel, localizados en materiales moleculares o aislantes de red compacta.

El excitón constituye así una excitación electrónica compuesta y coherente que organiza la respuesta óptica y energética de numerosos materiales.