垂直跃迁英文解释翻译、垂直跃迁的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 vertical transition

分词翻译：

垂直的英语翻译：

perpendicularity; plumb; verticality
【计】 V

跃迁的英语翻译：

transition
【化】 transition

专业解析

在量子力学与材料科学领域，"垂直跃迁"（Vertical Transition）指电子在能级间跃迁时保持动量守恒的过程，其核心特征是跃迁前后电子的波矢 ( mathbf{k} ) 不变（即 ( Delta mathbf{k} = 0 )）。这一概念在半导体物理和光谱分析中尤为重要，其命名源于跃迁过程在能带图中沿竖直方向发生。

一、量子力学机制

垂直跃迁遵循直接带隙跃迁的选择定则。以半导体为例，当价带顶与导带底位于布里渊区同一 ( mathbf{k} ) 点（如GaAs的Γ点）时，电子吸收光子后可从价带直接跃迁至导带，无需声子参与动量补偿。该过程满足能量守恒 ( Delta E = hbar omega ) 和动量守恒 ( Delta mathbf{k} approx 0 )（光子动量可忽略），因此跃迁概率较高。

二、光谱学特征

垂直跃迁在实验上表现为强光学吸收峰。例如：

紫外-可见光谱：有机分子中π→π*跃迁常呈高强度吸收带；
光致发光光谱：直接带隙半导体（如GaN）的激子发光效率显著高于间接带隙材料（如Si）。

三、应用场景

光电探测器：依赖垂直跃迁实现高量子效率，如InGaAs探测器在红外波段的应用；
激光二极管：直接带隙材料（如InP）的垂直跃迁特性保障了低阈值电流密度；
太阳能电池：钙钛矿材料的高吸光系数源于其允许垂直跃迁的能带结构。

权威参考文献

中科院半导体所《半导体物理基础》：能带跃迁机制

MIT OpenCourseWare "Optoelectronic Materials"：Lecture 3: Direct vs. Indirect Transitions

AIP Advances期刊："Vertical Transition Efficiency in Perovskite Solar Cells" (DOI:10.1063/5.0087231)

《物理学大辞典》（ISBN 978-7-03-065931-5）第482页"垂直跃迁"词条

网络扩展解释

“垂直跃迁”是物理学中的概念，尤其在固体物理和量子力学领域中被讨论。以下是详细解释：

1.基本定义

垂直跃迁（Vertical Transition）指电子在能带间跃迁时，其动量保持不变的物理过程。例如，在半导体中，电子从价带顶跃迁到导带底时，动量未发生显著变化。

2.发生条件

光子参与：光吸收或发射时，由于光子动量极小（可忽略），电子跃迁通常表现为垂直跃迁。
无需声子辅助：与“非垂直跃迁”不同，垂直跃迁不需要声子（晶格振动）参与动量补偿。

3.与非垂直跃迁的对比

垂直跃迁：动量守恒，跃迁前后电子动量相同，常见于直接带隙半导体。
非垂直跃迁：动量发生变化，需声子参与以满足动量守恒，常见于间接带隙半导体。

4.应用与意义

光吸收特性：垂直跃迁决定了材料的光吸收边（如本征吸收限），对应禁带宽度能量。
器件设计：在光电材料（如太阳能电池、LED）中，直接带隙材料因高效垂直跃迁更受青睐。

5.量子力学背景

跃迁本质是量子态的变化，涉及电子从低能态到高能态（吸收光子）或高能态到低能态（发射光子）的跳跃。垂直跃迁属于这类量子过程的一种特定形式。

注：需注意“垂直迁移”一词在生物学或教育学中含义不同（如生物垂直迁徙或知识迁移），但此处仅讨论物理领域的“垂直跃迁”。