能量传递

分子通过碰撞进行的能量传递、转移或交换的现象

能量传递，energy transfer ，简称为传能，是一种分子通过碰撞进行的能量传递、转移或交换的现象。

原理

能量传递可发生在同一自由度或不同自由度之间。例如仅发生平动-平动能量交换的碰撞为弹性碰撞。

其它的传能方式有：转动-平动、转动-转动、振动-振动、振动-平动、振动-转动等在同一势能面上进行的传能以及电子-平动、电子-振动和电子-电子等涉及物种电子态变化的传能。

特性

能量传递的特性

一是物质的高能量总是主动地向同种低能量物质传递，低能量物质只能被动吸收同种高能量。

二是物质能量转化式传递和递进式传递。

三是物质能量在同级介质中容易传递，在上级介质中传递能力差些，在下级介质中不容易传递

四是能量传递必须由粒子作为介质而波动传递，其形式都是“波粒二相性”。因为能量不能离开物质，所以能量只能在物质的粒子中传递。

能量传递的影响因素

物质能量传递的大小与物质的质量和波动的频率成正比。物质的质量越大、频率愈高，则所传递的能量就更大，反之传递地能量就小。

能量传递上转换

能量传递上转换（Energy Transfer Upconversion,ETU）能量传递上转换的研究始于1966年，Auzel提出激发态稀土离子之间可以发生能量传递过程，这使得人们意识到通过能量传递可以实现上转换发光。而在此之前，人们对于能量传递现象的理解一直局限于激发态离子将能量传递给基态离子。由于ETU过程的效率相对较高，因此通过光二极管等激发光源的作用即可实现能量传递上转换发光，不需要依靠激光激发。

ETU是离子之间相互作用导致的上转换发光过程，可以发生在同种离子之间，也可以发生在不同种离子之间。早期有关ETU的研究大部分集中在不同种离子之间，随后逐渐发展到同种离子之间。根据能量传递方式的不同，ETU可分为如下几种形式：

（a）连续能量传递（SuccessiveEnergy Transfer，SET）连续能量传递一般发生在不同类型的离子之间。位于激发态的一种离子（施主离子）与位于基态的另外一种离子（受主离子）之间满足能量匹配的要求而发生相互作用，施主离子将能量传递给受主离子而使其跃迁至激发态，本身则无辐射驰豫返回基态。位于激发态能级上的受主离子通过第二次能量传递过程而跃迁至更高的激发态能级。这种能量传递方式称为连续能量传递上转换。

（b）合作敏化上转换（CooperativeSensitization Upconversion，CSU）合作敏化上转换（CSU）过程是三个离子之间的相互作用，两个激发态稀土离子同时将能量传递给发光中心，使其跃迁至更高的激发态能级，而这两个离子则通过无辐射弛豫返回基态。

（c）合作发光（Cooperative Luminescence，COL）合作发光（COL）过程，两个激发态稀土离子不通过第三个离子的参与而同时回到基态并发射短波长的光，它的明显特征是发射光的能量是退激发离子能级能量的二倍，并且不存在与发射光子能量相匹配的能级，这也是它与SET和CSU过程的重要区别。

（d）交叉弛豫（CrossRelaxation，CR）交叉弛豫（CR）过程可以发生在相同或不同的稀土离子之间。位于激发态上的两个离子，其中一个离子将能量传递给另外一个离子使其跃迁至更高的能级，而本身则通过无辐射弛豫至能量较低的能级。与ESA不同的是，ETU为离子之间的相互作用，因此强烈依赖于离子的浓度，稀土离子的掺杂浓度必须足够高才能保证能量传递的发生。能量传递过程中能量的失配可由声子辅助进行补偿。

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