固体中的元激发 elementary excitation in solid
固体中粒子之间、粒子自旋之间、带电粒子与电磁波之间各有相互作用，从而产生粒子的各种集体运动，通常表现为不同的振动或波动，其能量量子就是元激发。因其具有粒子的性状，又称准粒子。
按所服从的统计分布规律，元激发可分成玻色子和费米子两大类。
1. 玻色子
晶体中原子之间相互作用可近似作为简谐力，某一原子振动带动相邻原子随之振动，形成各种模式的波动，称为格波。格波的能量量子就是相应模式的声子。声子是玻色子，服从玻色-爱因斯坦统计分布规律。
极性晶体的元胞里中正负离子相对位移会伴生电偶极矩，因而有极化，各元胞间相对位移也会形成波动，称为光学格波。它与电磁场相互作用，决定了晶体的介电性质和光学性质。
20世纪50年代，中国黄昆提出极性晶体的横向光学格波与光波相互作用合成为电磁耦合场振荡模式。后来，称此耦合模式的能量量子力电磁耦合子，它也是玻色子，并为实验所证实。
2. 费米子
温度升高时，金属中离费米面较近的一些电子受热激发，跳到费米面之外的状态。这些电子就是单电子激发，是费米子，服从费米-狄拉克统计分布规律。在费米球内留下空状态，每个空状态是一个带正电的粒子。叫作空穴，亦是费米子。
对于纯净的半导体，在绝对零度价带占满电子，而导带空无电子。温度升高，价带有些电子被激发而落在导带里，在价带留下同数量的空穴。导带的电子和价带的空穴都是费米子。
极性晶体中的电子运动时，电子周围的正、负离子移近或远离电子，使晶格出现极化电场。这极化场反过来又作用于电子，使电子运动减缓。电子总是带着受它影响而产生的晶格畸变一道运动。这个电子加其晶格畸变的复合体，叫作极化子。极化子也是费米子。
3. 集体运动模式
金属的电子气体可在固定的正离子背景中做等离子体振荡，其能量量子称为等离体子。等离体子是一种玻色子。
铁磁体、亚铁磁体和反铁磁体中电子自旋之间有相互作用，在绝对零度时相邻自旋有排列平行或反平行的趋势，基态为自旋平行的是铁磁性或亚铁磁性，自旋反平行的基态为反铁磁性。
温度升高时，某一电子自旋偏离最大值，牵动其周围的电子自旋也偏离方向，依此由近及远传播，形成一种特殊的波动，叫作自旋波。它的能量也是量子化的，其能量量子叫作磁波子或自旋波量子，亦是一种玻色子。
5. 复合粒子
半导体中导带电子和价带空穴之间存在屏蔽库仑吸引作用，组成电子-空穴对的束缚态。这种复合体叫作激子。它是电中性的，不运载电流。激子是玻色子。
固体中元激发或准粒子只存在于固体中，脱离所在的介质就不再存在或变成真实的粒子（如极化子变回电子）。元激发和准粒子的概念对理解固体中许多物理性质和过程是至关重要的，而且可在实验上证实其存在，测量其能量和动量以及它们对物性的影响。
摘自：《中国大百科全书（第2版）》第8册，中国大百科全书出版社，2009年
