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光吸收
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|<center>'''光吸收'''<br><img
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|}
'''物理过程'''
光吸收是光([[电磁辐射]])通过[[材料]]时，与材料发生相互作用，电磁辐射能量被部分地转化为其他能量形式的物理过程。
当被吸收的光能量以热能的形式被释放，即形成了[[光热转化]];当未被吸收的光能量被物体反射、散射或透射，便影响着我们看到的物体的色彩。
*中文名:[[光吸收]]
*外文名:Optical absorption,light absorption
*领 域:固体光吸收
==光吸收过程==
一般来说，半导体材料在不同的程度上具备电介质和金属材料的全部光学特性。当半导体材料从外界以某种形式（如光、电等）吸收能量，则其电子将从基态被激发到激发态，即光吸收。而处于激发态的电子会自发或受激再从激发态跃迁到基态，并将吸收的能量以光的形式辐射出来（[[辐射复合]]），即发光；当然也可以无辐射的形式如发热将吸收的能量发散出来（[[无辐射复合]]）。图中是材料中可能出现的吸收光谱示意图。对应不同的物理过程有不同的吸收光谱。材料的光吸收区主要可以划分为六个区。
1)基本吸收区：谱范围在紫外－可见光－近红外光。[[电子]]从价带跃迁到[[导带]]引起光的强吸收，吸收系数很高，常伴随可以迁移的电子和空穴，出现[[光电导]]。
2)吸收边缘界限：[[电子跃迁]]跨越的最小能量间隙，其中对于[[非金属材料]]，还常伴随激子（受激电子和[[空穴]]互相束缚而结合在一起成为一个新的系统—激子）的吸收而产生精细光谱线。
3)[[自由载流子]]吸收：导带中电子或价带中空穴在同一带中吸收光子能量所引起的，它可以扩展到整个红外甚至扩展到微波波段，显然吸收系数是电子（空穴）的浓度的函数，[[金属材料载流子]]浓度较高，因而这一区吸收谱线强度很大，甚至掩盖其它吸收区光谱。
4)晶体振动引起的吸收：入射光子和[[晶格振动]]（[[声子]]）相互作用引起的，波长在20～50 mm。
5)杂质吸收：杂质在本征能带结构中引入浅能级，电离能在0.01 eV左右，只有在低温下易被观察到。（为什么？）
6)自旋波或回旋共振吸收：[[自旋波量子]]、[[回旋共振]]与入射光产生作用，能量更低，波长更长，达到mm量级。
==吸收光谱==
光的吸收对应着电子的跃迁.对于自由离子或与近邻离子耦合不强的离子(如稀土离子)，吸收光谱是线谱，对应原子的分立能级.对于与[[晶格]]相互作用强的离子，它们的吸收光谱呈倒钟形，宽度可达几十纳米。
这种吸收光谱称为吸收带(absorption band).当波长短到某一数值时，通常在紫外区或可见光区的短波部分，吸收系数迅速增大几个数量级，对应着光子能量达到导带最低点和价带最高点的间隔，即禁带宽度([[带隙]]). 吸收系数陡峭增大的波长([[频率]])称为[[吸收边缘]]或[[吸收边]](absorption edge)。
通过吸收光谱的测量可以了解物质内部的能量状态. 精确地测量吸收边，可以得出带隙的值。 从吸收光谱的形状还可以区分出直接带和间接带. 由于间接带间跃迁要有声子参加，吸收不象直接带那样强.。吸收系数随波长的变化就不那样迅速. 激子具有类氢能级，其吸收光谱应在吸收边附近，实验证实了理论上的这些预言.[[稀土离子]]4f能级间的跃迁几率可以通过吸收光谱线的积分面积来计算，从而可以估计出无辐射跃迁的几率.用吸收方法测出的带隙称光学带隙.
[[发光波段]]和吸收波段有时可能部分地重迭.在这种情况下，一个[[激活剂]]的发光有可能被另一个同类的激活剂所吸收.这叫做自吸收(self absorption). 当激活剂浓度足够高时，自吸收会相当显著.这时要正确地测量发光光谱就必须考虑自吸收所造成的畸变。
==光吸收==
'''纳米材料光吸收'''
在对光吸收材料及其应用的研究中，基于纳米光子学的技术是一个重要而且活跃的分支。[[诺贝尔物理学奖]]得主Richard Feynman在1959年美国物理学会会议上做了著名演讲‘`There's plenty of Room at the Bottom"，宣告人类进入了“纳米科技”的时代。自此，纳米技术革命性地推动了科技领域的方方面面。[[纳米光子学]]是纳米技术与先进光子学相融合的新兴学科，在纳米尺度处理光与物质的相互作用，主要包括以下三个研究角度:辐射的纳米级限制，物质的纳米级限制，和纳米级的光处理。
当材料结构的尺度不断减小，光与物质间的相互作用将会呈现出新的特质，例如材料有效折射率的可操控性，局域场增强效应，以及可调的半导体材料带隙等。在此基础之上，纳米结构材料可以实现独特的光吸收性能，例如吸收效率的提高，局域的光热转化，[[吸收光谱]]的调节等。基于这些特性，纳米结构材料一方面能够提升或改善现有[[光吸收器件]]的性能另一方面能够为其他领域的研究提供灵感.催生出新的应用，因此具有十分重要的研究价值。<ref>[[孙耀然. 基于纳米结构材料的光吸收特性及应用研究（D）.浙江大学,2015.]]</ref>
==研究意义==
由于光吸收具有能量转化和光谱选择的本征属性，基于材料光吸收特性的技术在诸多领域有着重要应用，既包括[[太阳能电池]]，[[红外探测]]、[[大气环境监控]]等科技应用领域，也包括[[紫外防晒霜]]、[[太阳能热水器]]、[[太阳镜]]等日常应用领域。因此，提升材料的光吸收性能，发掘材料光吸收特性的应用潜能，有着重要的研究意义和实用价值。
'''视频'''
'''光吸收'''
[https://www.bilibili.com/video/av801551169/?p=57 哔哩哔哩]
==参考文献==
{{Reflist}}
|<center>'''光吸收'''<br><img
src=" https://ss0.baidu.com/7Po3dSag_xI4khGko9WTAnF6hhy/baike/s=220/sign=628a52c172899e517c8e3d1672a7d990/8ad4b31c8701a18bd0a69373972f07082838feb9.jpg" width="280"></center><small> 圖片來自百度</small>
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'''物理过程'''
光吸收是光([[电磁辐射]])通过[[材料]]时，与材料发生相互作用，电磁辐射能量被部分地转化为其他能量形式的物理过程。
当被吸收的光能量以热能的形式被释放，即形成了[[光热转化]];当未被吸收的光能量被物体反射、散射或透射，便影响着我们看到的物体的色彩。
*中文名:[[光吸收]]
*外文名:Optical absorption,light absorption
*领 域:固体光吸收
==光吸收过程==
一般来说，半导体材料在不同的程度上具备电介质和金属材料的全部光学特性。当半导体材料从外界以某种形式（如光、电等）吸收能量，则其电子将从基态被激发到激发态，即光吸收。而处于激发态的电子会自发或受激再从激发态跃迁到基态，并将吸收的能量以光的形式辐射出来（[[辐射复合]]），即发光；当然也可以无辐射的形式如发热将吸收的能量发散出来（[[无辐射复合]]）。图中是材料中可能出现的吸收光谱示意图。对应不同的物理过程有不同的吸收光谱。材料的光吸收区主要可以划分为六个区。
1)基本吸收区：谱范围在紫外－可见光－近红外光。[[电子]]从价带跃迁到[[导带]]引起光的强吸收，吸收系数很高，常伴随可以迁移的电子和空穴，出现[[光电导]]。
2)吸收边缘界限：[[电子跃迁]]跨越的最小能量间隙，其中对于[[非金属材料]]，还常伴随激子（受激电子和[[空穴]]互相束缚而结合在一起成为一个新的系统—激子）的吸收而产生精细光谱线。
3)[[自由载流子]]吸收：导带中电子或价带中空穴在同一带中吸收光子能量所引起的，它可以扩展到整个红外甚至扩展到微波波段，显然吸收系数是电子（空穴）的浓度的函数，[[金属材料载流子]]浓度较高，因而这一区吸收谱线强度很大，甚至掩盖其它吸收区光谱。
4)晶体振动引起的吸收：入射光子和[[晶格振动]]（[[声子]]）相互作用引起的，波长在20～50 mm。
5)杂质吸收：杂质在本征能带结构中引入浅能级，电离能在0.01 eV左右，只有在低温下易被观察到。（为什么？）
6)自旋波或回旋共振吸收：[[自旋波量子]]、[[回旋共振]]与入射光产生作用，能量更低，波长更长，达到mm量级。
==吸收光谱==
光的吸收对应着电子的跃迁.对于自由离子或与近邻离子耦合不强的离子(如稀土离子)，吸收光谱是线谱，对应原子的分立能级.对于与[[晶格]]相互作用强的离子，它们的吸收光谱呈倒钟形，宽度可达几十纳米。
这种吸收光谱称为吸收带(absorption band).当波长短到某一数值时，通常在紫外区或可见光区的短波部分，吸收系数迅速增大几个数量级，对应着光子能量达到导带最低点和价带最高点的间隔，即禁带宽度([[带隙]]). 吸收系数陡峭增大的波长([[频率]])称为[[吸收边缘]]或[[吸收边]](absorption edge)。
通过吸收光谱的测量可以了解物质内部的能量状态. 精确地测量吸收边，可以得出带隙的值。 从吸收光谱的形状还可以区分出直接带和间接带. 由于间接带间跃迁要有声子参加，吸收不象直接带那样强.。吸收系数随波长的变化就不那样迅速. 激子具有类氢能级，其吸收光谱应在吸收边附近，实验证实了理论上的这些预言.[[稀土离子]]4f能级间的跃迁几率可以通过吸收光谱线的积分面积来计算，从而可以估计出无辐射跃迁的几率.用吸收方法测出的带隙称光学带隙.
[[发光波段]]和吸收波段有时可能部分地重迭.在这种情况下，一个[[激活剂]]的发光有可能被另一个同类的激活剂所吸收.这叫做自吸收(self absorption). 当激活剂浓度足够高时，自吸收会相当显著.这时要正确地测量发光光谱就必须考虑自吸收所造成的畸变。
==光吸收==
'''纳米材料光吸收'''
在对光吸收材料及其应用的研究中，基于纳米光子学的技术是一个重要而且活跃的分支。[[诺贝尔物理学奖]]得主Richard Feynman在1959年美国物理学会会议上做了著名演讲‘`There's plenty of Room at the Bottom"，宣告人类进入了“纳米科技”的时代。自此，纳米技术革命性地推动了科技领域的方方面面。[[纳米光子学]]是纳米技术与先进光子学相融合的新兴学科，在纳米尺度处理光与物质的相互作用，主要包括以下三个研究角度:辐射的纳米级限制，物质的纳米级限制，和纳米级的光处理。
当材料结构的尺度不断减小，光与物质间的相互作用将会呈现出新的特质，例如材料有效折射率的可操控性，局域场增强效应，以及可调的半导体材料带隙等。在此基础之上，纳米结构材料可以实现独特的光吸收性能，例如吸收效率的提高，局域的光热转化，[[吸收光谱]]的调节等。基于这些特性，纳米结构材料一方面能够提升或改善现有[[光吸收器件]]的性能另一方面能够为其他领域的研究提供灵感.催生出新的应用，因此具有十分重要的研究价值。<ref>[[孙耀然. 基于纳米结构材料的光吸收特性及应用研究（D）.浙江大学,2015.]]</ref>
==研究意义==
由于光吸收具有能量转化和光谱选择的本征属性，基于材料光吸收特性的技术在诸多领域有着重要应用，既包括[[太阳能电池]]，[[红外探测]]、[[大气环境监控]]等科技应用领域，也包括[[紫外防晒霜]]、[[太阳能热水器]]、[[太阳镜]]等日常应用领域。因此，提升材料的光吸收性能，发掘材料光吸收特性的应用潜能，有着重要的研究意义和实用价值。
'''视频'''
'''光吸收'''
[https://www.bilibili.com/video/av801551169/?p=57 哔哩哔哩]
==参考文献==
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