垂直躍遷英文解釋翻譯、垂直躍遷的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 vertical transition

分詞翻譯：

垂直的英語翻譯：

perpendicularity; plumb; verticality
【計】 V

躍遷的英語翻譯：

transition
【化】 transition

專業解析

在量子力學與材料科學領域，"垂直躍遷"（Vertical Transition）指電子在能級間躍遷時保持動量守恒的過程，其核心特征是躍遷前後電子的波矢 ( mathbf{k} ) 不變（即 ( Delta mathbf{k} = 0 )）。這一概念在半導體物理和光譜分析中尤為重要，其命名源于躍遷過程在能帶圖中沿豎直方向發生。

一、量子力學機制

垂直躍遷遵循直接帶隙躍遷的選擇定則。以半導體為例，當價帶頂與導帶底位于布裡淵區同一 ( mathbf{k} ) 點（如GaAs的Γ點）時，電子吸收光子後可從價帶直接躍遷至導帶，無需聲子參與動量補償。該過程滿足能量守恒 ( Delta E = hbar omega ) 和動量守恒 ( Delta mathbf{k} approx 0 )（光子動量可忽略），因此躍遷概率較高。

二、光譜學特征

垂直躍遷在實驗上表現為強光學吸收峰。例如：

紫外-可見光譜：有機分子中π→π*躍遷常呈高強度吸收帶；
光緻發光光譜：直接帶隙半導體（如GaN）的激子發光效率顯著高于間接帶隙材料（如Si）。

三、應用場景

光電探測器：依賴垂直躍遷實現高量子效率，如InGaAs探測器在紅外波段的應用；
激光二極管：直接帶隙材料（如InP）的垂直躍遷特性保障了低阈值電流密度；
太陽能電池：鈣钛礦材料的高吸光系數源于其允許垂直躍遷的能帶結構。

權威參考文獻

中科院半導體所《半導體物理基礎》：能帶躍遷機制

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)

《物理學大辭典》（ISBN 978-7-03-065931-5）第482頁"垂直躍遷"詞條

網絡擴展解釋

“垂直躍遷”是物理學中的概念，尤其在固體物理和量子力學領域中被讨論。以下是詳細解釋：

1.基本定義

垂直躍遷（Vertical Transition）指電子在能帶間躍遷時，其動量保持不變的物理過程。例如，在半導體中，電子從價帶頂躍遷到導帶底時，動量未發生顯著變化。

2.發生條件

光子參與：光吸收或發射時，由于光子動量極小（可忽略），電子躍遷通常表現為垂直躍遷。
無需聲子輔助：與“非垂直躍遷”不同，垂直躍遷不需要聲子（晶格振動）參與動量補償。

3.與非垂直躍遷的對比

垂直躍遷：動量守恒，躍遷前後電子動量相同，常見于直接帶隙半導體。
非垂直躍遷：動量發生變化，需聲子參與以滿足動量守恒，常見于間接帶隙半導體。

4.應用與意義

光吸收特性：垂直躍遷決定了材料的光吸收邊（如本征吸收限），對應禁帶寬度能量。
器件設計：在光電材料（如太陽能電池、LED）中，直接帶隙材料因高效垂直躍遷更受青睐。

5.量子力學背景

躍遷本質是量子态的變化，涉及電子從低能态到高能态（吸收光子）或高能态到低能态（發射光子）的跳躍。垂直躍遷屬于這類量子過程的一種特定形式。

注：需注意“垂直遷移”一詞在生物學或教育學中含義不同（如生物垂直遷徙或知識遷移），但此處僅讨論物理領域的“垂直躍遷”。