eksitaatiottilaa

Eksitaatiotila on fysikaalinen käsite, joka kuvaa järjestelmän korkeampaa energiatasoa verrattuna sen pohjatilaan. Se esiintyy atomitasolla, molekyyleissä sekä kiinteässä aineessa ja voi liittyä elektronisten, vibraatio- tai spinnitilojen virittymiseen.

Tilaan siirrytään, kun järjestelmään annetaan energiaa esimerkiksi fotonein, sähkövirran tai lämpötilan muutoksen kautta. Elektronisen eksitaatiotilan kautta elektroni siirtyy korkeammalle energialle; molekyyleissä tilat voivat olla elektronisia tai vibraatio-tiloja. Kiinteissä aineissa eksitaatiotiloja voi syntyä elektronisten viritysten seurauksena tai tilojen välisen energiavälin vuoksi.

Eksitaatiotilan elinikä vaihtelee paljon: jotkut tilat palautuvat pohjatilaan nopeasti nanosekunteihin, toiset ovat metastabiileja ja kestävät pidempään. Paluu pohjatilaan tapahtuu yleensä säteillen (fotoneja emittoiden) tai ei-säteillen (foni- ja muulla vuorovaikutuksella).

Tilaa tutkitaan ja karakterisoidaan spektroskopian keinoin. Absorptio- ja emisiospektroskopia sekä pump- probe -menetelmät paljastavat energiajakoja, eliniköitä ja siirtoprosesseja. Eksitaatiotilan kuvaaminen ja ymmärtäminen on keskeistä sekä kokeellisessa että teoreettisessa kvanttifysiikassa.

Sovelluksissa eksitaatiotilat ovat olennaisia lasersäteilyn, puolijohdevalmistuksen sekä valonmuunnosten kehittämisessä. Ne kuvaavat myös valon ja aineen vuorovaikutuksia sekä monia biologisia prosesseja.