Wat is een foto -elektron?

Een foto -elektron is een elektron uitgezonden uit een stof vanwege het foto -elektrische effect. Het foto -elektrische effect treedt op wanneer een materiaal dat meestal metaalachtig van aard is, voldoende lichte straling absorbeert, zodat dit resulteert in de emissie van elektronen van het oppervlak. De ontdekking van het foto -elektrische effect werd voor het eerst gemaakt in 1887 door Heinrich Hertz, een Duitse fysicus, en werd vervolgens het Hertz -effect genoemd. Veel onderzoekers brachten tijd door met het definiëren van zijn eigenschappen door de jaren heen, en in 1905 publiceerde Albert Einstein bevindingen dat het werd veroorzaakt door kwanta licht dat bekend staat als fotonen. Einstein's duidelijke en elegante uitleg over hoe foto -elektronen werden geproduceerd, resulteerde in zijn winnende de Nobelprijs in de fysica in 1921.

Om foto -elektronen uit een oppervlak te laten worden uitgestoten, moet de lichtgolflengte van een voldoende lage waarde zijn, zoals die van rood licht. Foto -elektronenemissie is ook een belangrijk kenmerk dat wordt gebruikt bij het beschrijven van de principes van de kwantummechanica. Het procesomvat een kwanta, of een enkel foton van energie die wordt geabsorbeerd door een vast materiaal als de energie van het foton groter is dan de energie van de bovenste valentieband, of buitenste elektronenschil van het materiaal.

Foto -elektronenspectroscopie is een proces waarbij de kinetische energie van fotonen uit een oppervlak wordt geanalyseerd om het oppervlaktegebied van een monstermateriaal te bestuderen. Twee basistypen van het proces zijn gebruikt. Röntgenspectroscopiestudies Kernniveaus van een materiaal met behulp van fotonenergiebereiken van 200 tot 2.000 elektronenvolt, en ultraviolette foto-elektronenspectroscopie maakt gebruik van fotonergieniveaus tussen 10 tot 45 elektronenvolt voor het bestuderen van het buitenste elektron- of valentieschalen van het materiaal. Vanaf 2011 maakt de nieuwste synchrotronapparatuur, een magnetische cyclotron die deeltjes elektrostatisch versnelt, de studie van energiebereiken tussen 5 tot meer dan 5.000 elektronenvolt mogelijk zodat SEparate -onderzoeksapparatuur is niet langer nodig. Deze machines zijn echter duur en complex, dus ze worden niet veel gebruikt in het veld.

Vanaf 2011 is foto -elektronenspectrometerapparatuur ontwikkeld met een elektronendetector die kan werken in open lucht en bij atmosferische druk, die nieuw is in het veld. Het is in staat om de dikte van dunne films te meten tot niveaus tot 20 als 20 nanometers, of 20 miljardste van een meter. De machines zijn desktopmodellen die een ultraviolette lichtbron gebruiken en kunnen werken in een bereik van 3,4 tot 6,2 elektronenvolt. Ze worden gebruikt om zowel metalen als halfgeleiders zoals silicium te analyseren.