光電子とは何ですか？

光電子は、光電効果のために物質から放出される電子です。光電効果は、通常自然界で金属である材料が十分な光放射を吸収すると発生し、その結果、その表面から電子が放出されます。光電効果の発見は、1887年にドイツの物理学者であるハインリッヒ・ヘルツによって最初に作られ、その後ヘルツ効果と名付けられました。多くの研究者は長年にわたってその特性を定義するのに時間を費やし、1905年にアルバート・アインシュタインは、光子として知られる光の量子が原因であるという調査結果を発表しました。アインシュタインの光電子がどのように生成されたかについての明確でエレガントな説明は、1921年にノーベル物理学の賞を受賞しました。光電子放出は、量子力学の原則の記述に使用される重要な機能でもあります。プロセス光子のエネルギーが最上価バンドのエネルギー、または材料の最も外側の電子シェルよりも大きい場合、固体材料に吸収される量子または単一のエネルギーの光子が含まれます。

光電子分光法は、表面から放出される光子の運動エネルギーを分析して、サンプル材料の表面領域を研究するプロセスです。プロセスの2つの基本タイプが使用されています。 X線分光法は、200〜2,000電子ボルトの光子エネルギー範囲を使用した材料のコアレベルを研究し、紫外線光電子分光法は、材料の外側電子または原子価を研究するために10〜45電子ボルトの光子エネルギーレベルを使用します。 2011年の時点で、粒子を静電的に加速する磁気サイクロトロンである最新のシンクロトロン機器は、5〜5,000以上の電子ボルトのエネルギー範囲の研究を可能にするため、Sエラートな研究機器はもはや必要ありません。ただし、これらのマシンは高価で複雑なため、フィールドでは広く使用されていません。

2011年の時点で、光電子分光計装置は、野外と大気圧で動作できる電子検出器を使用して開発されています。薄膜の厚さを20ナノメートル、つまり20億分の1メートルほどの微細なレベルまで測定することができます。マシンは、紫外線光源を使用し、3.4〜6.2電子ボルトの範囲で動作できるデスクトップモデルです。 それらは、シリコンなどの金属と半導体の両方を分析するために使用されます。