Hvad er en fotoelektron?

En fotoelektron er en elektron, der udsendes fra et stof på grund af den fotoelektriske effekt.Den fotoelektriske effekt opstår, når et materiale, der normalt er metallisk i naturen, absorberer nok lysstråling, så dette resulterer i emission af elektroner fra dens overflade.Opdagelsen af den fotoelektriske effekt blev først foretaget i 1887 af Heinrich Hertz, en tysk fysiker, og blev derefter udnævnt til Hertz -effekten.Mange forskere brugte tid på at definere sine egenskaber gennem årene, og i 1905 offentliggjorde Albert Einstein fund, at det var forårsaget af Quanta of Light kendt som fotoner.Einsteins klar og elegant forklaring af, hvordan fotoelektroner blev produceret, resulterede i, at han vandt Nobelprisen i fysik i 1921.

For at fotoelektroner skulle udsendes fra en overflade, skal lysbølgelængden være af en tilstrækkelig lav værdi, såsom detaf rødt lys.Fotoelektronemission er også en nøglefunktion, der bruges til at beskrive kvantemekanikprincipper.Processen involverer en kvanta eller en enkelt foton af energi, der absorberes af et solidt materiale, hvis energien i fotonen er større end energien i det øverste valensbånd eller det yderste elektronskal af materialet.

Den kinetiske energi fra fotoner, der udsendes fra en overflade, analyseres for at undersøge overfladområdet for et prøvemateriale.To grundlæggende typer af processen er blevet anvendt.Røntgenspektroskopiundersøgelser Kerne-niveauer af et materiale, der bruger fotonenergiområder på 200 til 2.000 elektronvolt, og ultraviolet fotoelektronspektroskopi bruger fotonenerginiveauet på mellem 10 til 45 elektronvolt til undersøgelse af materialets ydre elektron- eller valensskaller.Fra 2011 muliggør det nyeste synchrotronudstyr, som er en magnetisk cyclotron, der elektrostatisk fremskynder partiklerne, studiet af energiområder mellem 5 til over 5.000 elektronvolt, så separat forskningsudstyr ikke længere er nødvendigt.Disse maskiner er imidlertid dyre og komplekse, så de er ikke vidt brugt i marken. Fra 2011 er fotoelektronspektrometerudstyr udviklet med en elektrondetektor, der kan fungere i åbent luft og ved atmosfæretryk, hvilket er nyt formarken.Det er i stand til at måle tykkelsen af tynde film ned til niveauer så fine som 20 nanometre eller 20 milliarder dollars af en meter.Maskinerne er stationære modeller, der bruger en ultraviolet lyskilde og kan fungere i et område fra 3,4 til 6,2 elektronvolt.De bruges til at analysere både metaller og halvledere såsom silicium.