Les propriétés de l’exciton sont utilisées pour un nouveau type de transistor, par des chercheurs de l’EPFL auteurs d’une percée vers une excitonique moins consommatrice d’énergie que l’électronique.
Un exciton est une quasi-particule, terme utilisé pour décrire non la matière elle-même, mais l’interaction de particules en son sein.
L’exciton nait de l’interaction au sein d’une paire composée d’un électron et d’un trou d’électron. Celle-ci s’obtient lorsque le premier absorbe un photon et passe ainsi à un degré d’énergie supérieur.
Excité, l’électron laisse un trou dans le niveau d’énergie précédent – que l’on nomme bande de valence en théorie des bandes.
Lui aussi une quasi-particule, ce trou désigne l’absence de l’électron en question dans cette bande. L’électron étant chargé négativement et le trou positivement, les deux particules restent liées par une force électrostatique, l’attraction de Coulomb qui tend à réunir l’électron et le trou. C’est dans cet état de tension et d’équilibre qu’ils forment ensemble un exciton.
Lorsque l’électron retombe finalement dans le trou il émet un photon. L’exciton cesse alors d’exister.
Pour résumer, on peut dire qu’un photon entre au début du circuit et en ressort à l’autre bout. Entre les deux, il donne naissance à un exciton, qui agit comme une particule.
Ce n’est que récemment que les scientifiques se sont penchés sur les propriétés des excitons dans le contexte de circuits électroniques. Jusque-là, les excitons étaient considérés d’une énergie
trop ténue et d’une durée de vie trop courte pour être intéressant dans un tel cadre. De plus, ils ne pouvaient se produire et être observés qu’à des températures extrêmement basses (au moins -173°C).
