Energielektroner

Energielektroner er elektroner som har høyere kinetisk energi enn den typiske termiske energien i miljøet de befinner seg i. Begrepet brukes i ulike fagfelt, blant annet faststofffysikk, plasmafysikk og elektronikk, og refererer ofte til elektroner som er spente eller ikke i termisk likevekt med resten av elektronene i et materiale eller i et plasma.

I faste stoffer opptrer energielektroner ofte som elektroner i ledningsbåndet med energi over Fermi-nivået. De kan dannes ved absorpsjon av fotoner (fotoelektroner), ved elektrisk injeksjon eller ved inelastiske kollisjoner. Energielektronene har ofte en energifordeling som ikke følger en enkel Boltzmann- eller Fermi-Dirac-fordeling, fordi de befinner seg i en ikke-likvektstilstand etter energitilførsel.

Når energielektronene beveger seg, taper de energi gjennom interaksjoner med atomer og andre elektroner. Relaxasjonen skjer i ultrakorte tidsrammer; typiske levetider ligger i området femtosekunder til få picosekunder i faste stoffer, mens i plasmaer og andre miljøer kan de være lengre.

Betydning og anvendelse: Energielektroner er sentrale i teknologier og eksperimenter som fotoelektronspektroskopi og tidsoppløste fotoemissjonsteknikker, som studerer energifordeling og dynamikk hos elektroner. De er også relevante i studier av hot-carrier-solarceller, hvor man forsøker å utnytte energien til energielektroner før de avkjøles. I plasmaforskning spiller energielektroner en viktig rolle i ionisering og kjemiske reaksjoner.