【摘要】 正常情况下物质处于稳定状态,它的系统能量最低,我们将这种状态称之为基态,此时,其中的电子也处于基态,电子排布是能量最低、最稳定的构型。

正常情况下物质处于稳定状态,它的系统能量最低,我们将这种状态称之为基态,此时,其中的电子也处于基态,电子排布是能量最低、最稳定的构型。当物质受到外界能量(比如光能)的作用,系统能量升高,处于不稳定的状态,我们将这种状态称之为激发态。此时,电子吸收一定的能量后,电子排布发生改变,部分电子被激发到远离原子核的轨道上,也就是能量更高的轨道上。处于激发态的电子位于能量相对较高的能态,这种状态是不稳定的,需要通过失去多余能量回到能量较低比较稳定的状态,这个过程我们称之为“跃迁”。这种能量损失可能包括无辐射跃迁(如内部转换、系统间交叉或振动弛豫)或辐射跃迁(如荧光和磷光)。辐射跃迁过程伴随着光子的产生。无辐射跃迁过程不发射光子,多余能量以热或其他能量形式转移。电子跃迁的能量等于起始能级和最终能级之间的能量差。因此,电子跃迁吸收的能量E(J mol-1)可以用(1)式表述:

 

 (1)

 

其中,ΔE代表吸收的能量,h是普朗克常数,c是光速,v和λ分别是吸收光波的频率与波长。EH和EL分别代表电子跃迁前后所占据的高能态和低能态轨道的能量。

 

同理,跃迁时释放的光能可以用(2)式表述:

 

 (2)

 

其中,ΔE代表辐射的能量,h是普朗克常数,c是光速,v和λ分别是辐射光波的频率与波长。EH和EL分别代表电子跃迁前后所占据的高能态和低能态轨道的能量。

 

[1]王硕.HVPE-GaN光致发光测试分析及应用研究[D].重庆师范大学,2020.DOI:10.27672/d.cnki.gcsfc.2020.000265.

 

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