Issue
J. Phys. Colloques
Volume 39, Number C4, Juillet 1978
Vth International Conference on Vacuum Ultraviolet
Radiation Physics
Page(s) C4-95 - C4-102
DOI https://doi.org/10.1051/jphyscol:1978412
Vth International Conference on Vacuum Ultraviolet
Radiation Physics

J. Phys. Colloques 39 (1978) C4-95-C4-102

DOI: 10.1051/jphyscol:1978412

II. SOLID STATE. SURFACE PHYSICS.
THEORY OF CORE EXCITONS IN SOLIDS

M. ALTARELLI1, 2

1  Department of Physics and Materials Research Laboratory, University of Illinois at Urbana-Champaign, Urbana, Illinois, 61801 U.S.A.
2  Istituto di Fisica "G. Marconi", Università di Roma, 00185 Roma, Italy.


Résumé
La compréhension actuelle des effets d'interaction électron-trou dans les spectres de photoabsorption en couches internes des solides non métalliques est passée en revue. Dans les cristaux ayant une polarisabilité électronique faible tels que les halogénures alcalins, les gaz rares, etc., cette interaction est plus forte que les effets de l'état solide, si bien qu'il existe une ressemblance exacte avec les spectres d'absorption atomique ou ionique correspondants. Les résultats récents sur le spectre au seuil K de Li+ dans LiF qui semblent écarter la présence de transitions interdites à des énergies de photon aussi basses que 54 eV sont discutés. Dans les semiconducteurs l'effet d'écran des électrons de valence vis-à-vis du trou interne réduit considérablement l'interaction électron-trou. Du point de vue théorique, la description de l'état final est, par analogie, celle des niveaux donneurs d'impuretés. Cette image semble être fondamentalement correcte bien que de nouvelles études expérimentales et théoriques soient nécessaires pour interpréter les résultats récents obtenus en spectroscopie modulée. Les effets des porteurs libres sur le spectre de coeur sont aussi discutés en liaison avec les travaux théoriques et exptrimentaux sur les discontinuités X dans les métaux.


Abstract
The present understanding of electron-hole interaction effects on (bulk) inner-shell photoabsorption spectra of non-metallic solids is reviewed. In crystals with low electronic polarizability, such as the alkali halides, solid rare gases, etc..., this interaction is stronger than any solidstate effects, so that a close similarity exists with the corresponding atomic or ionic absorption spectra. Recent results on the controversial Li+ K-spectrum of LiF will be discussed, which seem to rule out the presence of forbidden transitions at photon energies as low as 54 eV. In semiconductors, valence electron screening of the inner hole considerably reduces the effective electron-hole interaction. Here the theoretical analogy for the description of the final state is to donor impurity states. This picture appears to be basically correct, although more experimental and theoretical work is called for to give a consistent interpretation of recent photoemission and modulation spectroscopy experiments. The effect of free carriers on core spectra is also discussed, in connection with recent experiments and with theories of X-ray edges in metals.