Co je to fotoelektron?

Fotoelektron je elektron emitovaný z látky kvůli fotoelektrickému efektu. Fotoelektrický účinek nastává, když materiál, který je obvykle kovový, absorbuje dostatek světelného záření, takže to má za následek emise elektronů z jeho povrchu. Objev fotoelektrického efektu byl poprvé proveden v roce 1887 Heinrichem Hertzem, německým fyzikem, a následně byl jmenován Hertz Effect. Mnoho vědců trávilo čas definováním svých vlastností v průběhu let a v roce 1905 Albert Einstein publikoval zjištění, že to bylo způsobeno kvantou světla známého jako fotony. Einsteinovo jasné a elegantní vysvětlení toho, jak byly vyráběny fotoelektrony, vedlo k jeho vítězství Nobelovy ceny ve fyzice v roce 1921. Aby bylo možné emitovat fotoelektrony z povrchu, musí být světelná vlnová délka, jako například červené světlo. Emise fotoelektronu je také klíčovým rysem, který se používá při popisu principů kvantové mechaniky. Proceszahrnuje kvantitu nebo jediný foton energie absorbován pevným materiálem, pokud je energie fotonu větší než energie horního valenčního pásma nebo nejvzdálenější elektronové skořepiny materiálu.

fotoelektronová spektroskopie je proces, kde je analyzována kinetická energie fotonů emitovaných z povrchu, aby se studovala povrchová oblast vzorkovacího materiálu. Byly použity dva základní typy procesu. Rentgenová spektroskopie studuje základní úrovně materiálu využívajícího fotonovou energetickou řadu 200 až 2 000 elektronových voltů a ultrafialová fotoelektronová spektroskopie používá hladinu energie fotonové energie mezi 10 až 45 elektronovými volty pro studium vnějších elektronů nebo valenčních skořápek materiálu. Od roku 2011 umožňuje nejnovější zařízení synchrotronu, což je magnetický cyklotron, který elektrostaticky urychluje částice, studium energetického rozsahu mezi 5 až 5 000 elektronovými volty, takže sVýzkumné vybavení Eparate již není nutné. Tyto stroje jsou však drahé a složité, takže se v poli nepoužívají.

Od roku 2011 bylo vyvinuto zařízení fotoelektronového spektrometru s elektronovým detektorem, který může pracovat na venkovním vzduchu a atmosférickým tlakem, což je v poli nové. Je schopen měřit tloušťku tenkých filmů až na úrovně tak jemné jako 20 nanometrů nebo 20 miliard. Stroje jsou stolní modely, které používají ultrafialový světelný zdroj a mohou pracovat v rozmezí od 3,4 do 6,2 elektronového voltů. Používají se k analýze kovů i polovodičů, jako je křemík.