excitatieproces

Het excitatieproces is het proces waarbij een systeem van een lager energieniveau naar een hoger energieniveau overgaat door toevoer van energie. Bij atomen en moleculen verwijst het doorgaans naar elektronische excitatie (een elektron verplaatst zich naar een hoger elektronisch niveau), maar ook vibrationale en rotatoire excitatie komen voor, met name in moleculen bij hogere temperaturen of onder invloed van straling. Excitatie kan plaatsvinden wanneer energie beschikbaar is om een energieniveau te overschrijden, bijvoorbeeld door absorptie van fotonen, door botsingen met andere deeltjes, of door warmte.

Na excitatie volgt meestal relaxatie terug naar lagere niveaus. Dit kan radiatief zijn, zoals fluorescentie of phosphorescentie, waarbij energie in de vorm van licht vrijkomt, of niet-radiatief, waarbij energie verloren gaat als trillingen ( phononen) in de omgeving of in het materiaal.

In vaste stoffen en halfgeleiders kan excitatie ook leiden tot de vorming van excitonen, oftewel gepaarde elektronen en gaten, die als quasi-partikels transport en luminescentie kunnen veroorzaken. De specifieke kenmerken van het excitatieproces hangen af van het materiaal en de dominante energietransities en relaxatiekanalen.

Toepassingen en belang: excitatieprocessen zijn fundamenteel in spectroscopie (UV-Vis, fluorescentie), fotochemie, luminescente materialen en elektronisch transport in halfgeleiders. Begrip van excitatie helpt bij het ontwerpen van lasers, lichtbronnen en fotonica, en bij het analyseren van reacties en materiaalkenmerken.