Миграция энергии

Мигра́ция эне́ргии, перемещение электронных возбуждений молекул, атомов или ионов на расстояния, значительно превышающие как размеры молекул, так и средние расстояния между ними (более 10^–8 –10^–9 м). Миграция энергии обычно обусловлена многократно повторяющимся переносом энергии (порциями по 0,5–5 эВ) между одинаковыми (но расположенными в разном окружении) соседними молекулами или ионами. Направление перемещения энергии при каждом последующем переносе, как правило, определяется случайными процессами (аналогично броуновскому движению микрочастиц). Поэтому расстояния, на которые перемещаются электронные возбуждения за времена их жизни, значительно меньше проходимого ими пути. Тем не менее в наиболее чистых молекулярных и полупроводниковых кристаллах с малой концентрацией дефектов (менее 10¹⁴ см^–3 ) экситоны мигрируют на расстояния, значительно превышающие длину волны излучения, которым вызываются первоначальные электронные возбуждения (более 10^–5 м). Миграция энергии происходит без испускания и поглощения квантов света, но часто завершается испусканием фотонов люминесцентного или вынужденного излучения.

Миграция энергии позволяет повышать эффективность люминофоров различного назначения и кпд некоторых твердотельных лазеров с высокой концентрацией (более 10²⁰ см^–3 ) рабочих (например, редкоземельных) ионов. Однако миграция энергии приводит также к концентрационному тушению люминесценции, деполяризации люминесценции и изменению спектров растворов красителей и кристаллофосфоров. Миграция энергии в упорядоченных системах молекул хлорофилла и других пигментов (в т. н. светособирающих антеннах) обеспечивает высокие значения кпд фотосинтеза. Современная квантовомеханическая теория миграции энергии обобщает классические представления об электромагнитном взаимодействии гармонических осцилляторов и статистическую теорию случайных перемещений элементарных возбуждений в конденсированных средах.