接触带电过程中的原子间光子发射

当两种材料之间发生物理接触时，会产生接触带电。在现已发表在《科学进展》杂志上的一份新报告中，丁力和中国和美国的纳米科学、纳米能源和材料科学科学家团队详细介绍了两种固体材料之间的原子特征光子发射光谱。在接触带电期间，电子转移可以发生在从一种材料中的原子到另一种材料中的另一个原子的界面处，同时还有光子发射。

该过程可以辅助接触带电诱导界面光子发射光谱(CEIPES)检测界面处接触带电对应的光谱，并影响对固体、液体和气体之间相互作用的认识。这项研究的物理学可以扩展到X射线发射、俄歇电子激发和接触带电过程中的电子发射，还有待探索。这项工作导致了一个称为接触带电诱导界面光谱(CEIIS)的一般领域。

摩擦起电

接触带电是一个科学术语，用于描述众所周知的摩擦带电现象，它定义了物理接触产生的电荷。这个概念在日常生活和自然界中都很普遍，发生在鞋子和地面之间，当云在空中移动时，当地球震动时。虽然这个过程在2600多年前首次被记录下来，但科学家们仍在争论这个过程背后的机制。该领域的研究随着现代技术的发展而发展，以描述这种现象的真正复杂性，尽管有些观察结果令人费解或相互矛盾。在这项工作中，Li等人观察到原子特征光子发射通过将氟化乙烯丙烯(FEP)与丙烯酸或FEP与石英接触，在固-固界面接触带电期间的光谱。与摩擦发光相比，接触带电引起的特征光子发射可以携带有关界面能量结构的丰富信息。Li等人提出了三种可能的物理过程来理解电荷带电过程中电子电荷转移引起的光子发射。该过程被称为接触带电诱导界面光子光谱(CEIPES)，可以让研究人员研究固-固界面的电子跃迁。

Li等人制作了夹在金属盖和金属底座之间的空心圆柱体的核心部件，他们在其中使用电机驱动四个金属风扇。该团队将接触带电(CE)材料连接到金属风扇或气缸上，并在风扇旋转过程中在界面处感应出CE。他们使用压力马达测量压力，并通过流量计控制真空室入口和出口的差流。如果光子信号来自核心，他们可以使用带有灵敏电荷耦合器件检测器的光谱仪记录下来。Li等人注意到与CE物理过程相关的光子发射。例如，

电子转移的物理过程

该团队接下来说明了与设置中的能级和电子跃迁相关的光子发射线背后的物理过程。例如，当FEP材料接触石英时，这些材料会发生电子跃迁，包括在石英表面的氢和氧等原子之间的跃迁。该团队总结了接触带电过程中不同原子之间电子跃迁的可能物理途径，并指出了电子跃迁到激发态的两种可能方法，包括(1)电子从分子轨道跃迁到原子的激发态，或(2)原子内部从较低能级激发到较高能级。此外，激发态电子可以通过发射光子跃迁到较低的能级。接触带电诱导界面光子发射光谱(CEIPES)不同于分子的荧光光谱，其中CEIIPES与相对于电子转移的光子发射相关两个原子之间。相比之下，荧光光谱与具有许多振动能级的分子能级之间的电子跃迁有关。该团队随后强调了氢原子在接触带电过程中的作用，其中H原子在实验中具有独特的作用。目前的研究仅证明了相对于CEIIPES在固-固界面上的光子发射，该团队打算使用该方法并在固-液、固-气、气-气和气-液以及液-液体界面。

外表

通过这种方式，DingLi及其同事观察了两种固体之间接触带电过程中的原子特征光子发射光谱。在工作期间，在接触带电过程中，电子从特定材料的一个原子转移到界面处另一种材料中的另一个原子，这一过程称为接触带电诱导界面光子发射光谱(CEIPES)。的过程中发生通过能量共振转移时的原子不同的材料相互靠近。该团队分析了接触带电的基本过程，以更好地了解两种材料在接触带电后如何充电，以评估液体、固体和气体之间的相互作用。这项工作特定于固-固界面，适用于更一般的情况，例如X射线发射和俄歇电子激发。

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