photoemissie

Photoemissie is het uitstoten van elektronen uit een materiaal nadat het bestraald is met elektromagnetische straling, meestal ultraviolet of röntgen. Het proces wordt veel gebruikt in de oppervlakte- en materiaalkunde om de elektronische structuur en oppervlakte-eigenschappen te onderzoeken.

Mechanisme: Een elektron met bindingenergie E_B wordt door een foton met energie hν aangesproken. Als hν groter is dan φ + E_B (φ is de arbeidfunctie), verlaat het elektron het oppervlak en verkrijgt het kinetische energie KE = hν - φ - E_B. In metalen en kristallijne oppervlakken kunnen de energietoestanden ten opzichte van het Fermi-niveau worden gemeten; Einstein gaf in 1905 de verklaring voor dit effect.

Varianten en toepassingen: UPS (ultraviolet photoemission spectroscopy) gebruikt ultraviolet licht om valentiebanden te onderzoeken, XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) gebruikt röntgenstralen om kernniveaus en chemische toestand te bepalen, en ARPES (angle-resolved photoemission spectroscopy) combineert meetresultaten met de uitgaande hoek om de bandstructuur E(k) in kaart te brengen. Photoemissie is tevens oppervlaksgevoelig en vereist vacuumomstandigheden.

Overwegingen: De interpretatie hangt af van finaletoestanden en matrix-elementen; oppervlakspecifieke informatie en kinematische effecten zijn kenmerkend. De techniek wordt breed toegepast in condensed-matterfysica, materiaalwetenschap, katalyse en halfgeleideronderzoek.