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En el fenómeno de fotoluminiscencia de conversión ascendente, la energía de los fotones incidentes para excitar la muestra es menor que la energía de los fotones emitidos. El proceso de absorber menos energía por la muestra y emitir más energía se llama inversión de energía. Si la energía del fotón está descendiendo, el electrón de la banda de valencia la absorberá y la llevará a un nivel de trampa en la región del hueco de la banda, y desde allí alcanzará los bordes de la banda de conducción mediante un mecanismo adecuado, luego por el hueco de la banda de valencia se produce el proceso de recombinación radiativa. En general, la diferencia entre la fotoluminiscencia normal y la fotoluminiscencia anti-stock puede observarse en que la fotoluminiscencia normal es menor en energía que la energía de excitación, mientras que la fotoluminiscencia de conversión ascendente es mayor en energía que la energía de excitación.