Los excitones son cuasipartículas que describen el estado excitado de un material semiconductor. Están formados por un electrón y un hueco unidos por fuerzas de Coulomb. En el contexto de la espectroscopia ultrarrápida, el carácter de los excitones puede ser atómico o sólido.
- Excitones de tipo atómico se caracterizan por un espectro energético bien definido y una larga vida útil. Se comportan de manera similar a los átomos, con niveles de energía discretos y reglas de selección bien definidas para las transiciones ópticas. Los excitones de tipo atómico se encuentran normalmente en semiconductores de baja dimensión, como los pozos cuánticos y los puntos cuánticos.
- Excitones de tipo sólido se caracterizan por un espectro energético continuo y una vida útil corta. Se comportan más como partículas en un sólido, con una banda continua de estados energéticos y una variedad de transiciones ópticas. Los excitones de tipo sólido se encuentran normalmente en semiconductores a granel.
El carácter de los excitones en el régimen ultrarrápido puede controlarse mediante varios factores, incluido el sistema material, la energía de excitación y la temperatura. Al comprender el carácter dual de los excitones, los investigadores pueden adaptar las propiedades ópticas de los materiales semiconductores para una variedad de aplicaciones, como diodos emisores de luz, células solares y láseres.
El carácter dual de los excitones en el régimen ultrarrápido tiene varias aplicaciones, entre ellas:
- Diodos emisores de luz (LED) :Los excitones se pueden utilizar para crear LED eficientes utilizando la energía liberada por su recombinación para emitir luz. Los LED se utilizan en una variedad de aplicaciones, incluidas pantallas, iluminación y señales de tráfico.
- Células solares :Los excitones se pueden utilizar para generar electricidad en células solares utilizando la energía liberada por su recombinación para separar electrones y huecos. Las células solares se utilizan para convertir la luz solar en electricidad y son un componente clave de los sistemas de energía renovable.
- Láseres :Los excitones se pueden utilizar para crear láseres utilizando la energía liberada por su recombinación para amplificar la luz. Los láseres se utilizan en una variedad de aplicaciones, que incluyen corte, soldadura e imágenes médicas.
- Computación cuántica :Los excitones se pueden utilizar para crear bits cuánticos, que son las unidades básicas de información cuántica. La computación cuántica es una nueva tecnología prometedora que podría revolucionar la informática.
