Excitón

El sistema que resulta de dicho vínculo es justamente el excitón, y posee una energía ligeramente menor que la de un electrón y un hueco libres.

Dado que este sistema es similar al que forman, en los átomos hidrogenoides, el electrón y el núcleo, su función de onda también será hidrogenoide.

Sin embargo, la energía de ligadura es mucho menor, y su tamaño mucho mayor que los del átomo de hidrógeno, debido a los efectos de apantallamiento (que se traduce en una permitividad dieléctrica mayor que la del vacío) y a la masa efectiva del electrón y el hueco, que son característicos del material.

La probabilidad de que un par electrón-hueco se recombine (el electrón pase a ocupar el hueco) está limitada por la dificultad que supone para el par la pérdida del exceso de energía que contiene, por lo que los excitones tienen una vida media relativamente larga (se han llegado a observar vidas medias superiores a varios milisegundos en óxido cuproso Cu

Este mecanismo deja de ser importante a altas temperaturas, donde predominan otros mecanismos como la recombinación electrónica de pares libres electrón-hueco (que no están ligados formando un excitón), o transiciones entre niveles que se encuentran en el interior del gap (introducidos por defectos de la red cristalina).

Los excitones también pueden interaccionar con fonones y con distorsiones de la red (producidas por defectos tales como vacantes o impurezas) para formar polarones.

Siempre que la interacción sea atractiva, un excitón puede ligarse con otros excitones para formar un 'biexcitón', de forma análoga a lo que sucede con las moléculas de dihidrógeno (H

Se ha predicho que en algunos sistemas, donde las interacciones entre excitones son repulsivas, pueden aparecer condensados de Bose-Einstein como el estado fundamental del mismo, habiéndose observado dichos condensados en algunos experimentos.