¿Qué es un fotoelectrón?
Un fotoelectrón es un electrón emitido por una sustancia debido al efecto fotoeléctrico. El efecto fotoeléctrico ocurre cuando un material que generalmente es de naturaleza metálica absorbe suficiente radiación de luz para que esto resulte en la emisión de electrones desde su superficie. El descubrimiento del efecto fotoeléctrico fue realizado por primera vez en 1887 por Heinrich Hertz, un físico alemán, y posteriormente fue nombrado el efecto Hertz. Muchos investigadores pasaron tiempo definiendo sus propiedades a lo largo de los años y, en 1905, Albert Einstein publicó hallazgos de que fue causado por cuantos de luz conocidos como fotones. La clara y elegante explicación de Einstein de cómo se produjeron los fotoelectrones resultó en que ganara el Premio Nobel de Física en 1921.
Para que los fotoelectrones se emitan desde una superficie, la longitud de onda de la luz debe ser de un valor suficientemente bajo, como el de la luz roja. La emisión de fotoelectrones también es una característica clave que se utiliza para describir los principios de mecánica cuántica. El procesoimplica una cuanta, o un solo fotón de energía que se absorbe por un material sólido si la energía del fotón es mayor que la energía de la banda de valencia superior o la cubierta de electrones más externa del material.
La espectroscopía de fotoelectrones es un proceso donde se analiza la energía cinética de los fotones emitidos desde una superficie para estudiar la región superficial de un material de muestra. Se han utilizado dos tipos básicos del proceso. La espectroscopía de rayos X estudia los niveles centrales de un material que usa rangos de energía de fotones de 200 a 2,000 voltios de electron, y la espectroscopía de fotoelectrones ultravioleta utiliza niveles de energía de fotones de entre 10 y 45 voltios de electrones para estudiar el electrones externos o las cubiertas de valencia del material. A partir de 2011, el último equipo de sincrotrón, que es un ciclotrón magnético que acelera electrostáticamente las partículas, permite el estudio de rangos de energía entre 5 y más de 5,000 voltios electrónicos, por lo que SEl equipo de investigación de eParate ya no es necesario. Sin embargo, estas máquinas son caras y complejas, por lo que no se usan ampliamente en el campo.
A partir de 2011, el equipo del espectrómetro de fotoelectrones se ha desarrollado con un detector de electrones que puede funcionar al aire libre y a presión atmosférica, que es nueva en el campo. Es capaz de medir el grosor de las películas delgadas hasta niveles de hasta 20 nanómetros, o 20 mil millones de un metro. Las máquinas son modelos de escritorio que utilizan una fuente de luz ultravioleta y pueden funcionar en un rango de 3.4 a 6.2 voltios electrónicos. Se utilizan para analizar tanto metales como semiconductores como el silicio.