Фотоэмиссия электронов фотоэффект

Электронная фотоэмиссия (внешний фотоэффект) т. е. переход электрона, поглотившего энергию излучения, из твердого тела во внешнюю среду, была открыта Герцем в 1887 г. и впервые подробно исследована Столетовым. Электронная фотоэмиссия на границе металл—вакуум широко изучается как в теоретическом, так и в экспериментальном отношении уже в течение многих десятков лет [1—5]. Полученные при этом результаты сыграли важную роль в развитии современной физики в целом и, в частности, физики твердого тела. Внешний фотоэффект и сейчас является одним из важнейших источников информации об особенностях строения твердых тел и тонких пленок, а также о свойствах границ раздела металл—диэлектрик и металл—полупроводник [6—8]. [c.9]

Метод РФЭС основан на явлении фотоэффекта. Образец, находящийся в вакууме, облучается потоком рентгеновских квантов невысокой энергии (как правило 1200-1400 эВ). Поглощение квантов атомами образца вызывает фотоэмиссию электронов со всех уровней, энергия связи электронов на которых меньше энергии квантов излучения, падающего на образец. Кинетическая энергия эмитируемых фотоэлектронов определяется разностью между энергией квантов падающего излучения и энергией связи электронов в атоме. [c.299]

Дополнительная энергия может быть передана электронам различными способами. При бомбардировке поверхности металлов пучком быстро летящих электронов бомбардирующие электроны передают свою энергию электронам металла и некоторые из последних в состоянии покинуть металл. Такой же результат получается за счет поглощения световой энергии. Явление вырывания электронов при облучении называется фотоэмиссией или внешним фотоэффектом. [c.205]

Если иметь в виду органические соединения, то сложными катодами являются те вещества, которые дают на кривой спектр — эмиссия один или больше максимумов при энергиях более низких, чем требуется для извлечения электронов из самого органического кристалла. Само название сложный катод появилось при изучении фотоэмиссии металлов, когда оказалось, что нанесение на металл органических и неорганических пленок дает селективные фотоэффекты. Так как все органические вещества могут быть нанесены на проводящую основу, т. е. вполне можно сказать, что они образуют поэтому сложные катоды (таким образом, все простые катоды, рассмотренные в разделе 4,Б, были бы сложными ), мы в этой главе будем использовать термин сложный катод только в тех случаях, когда на кривой спектральной чувствительности появляется дополнительный ( селективный ) максимум. [c.687]

Экспериментальное исследование фотоэмиссии из полупроводниковых электродов еш,е только начинается. Весьма интересным результатом, полученным Кротовой [221], является подтверждение закона трех вторых [формула (8.16)] для германиевого электрода. Принципиальным моментом при экспериментальном исследовании полупроводниковых электродов является разделение внешнего фотоэффекта (фотоэмиссии) и внутреннего фотоэффекта последний также сопровождается возникновением фототока в системе [14]. Разделить их удалось (см. 4.1), используя зависимость тока фотоэмиссии от присутствия в растворе акцепторов гидратированных электронов. [c.149]

Ароматические углеводороды. Если порог фотоэмиссии электронов в вакууме точно определен (раздел II, 4), то порог внутреннего фотоэффекта определить оказалось трудно, так как он связан с чистотой кристаллов влияет также и то, образуется ли заряд в объеме кристалла или только на его поверхности. В хроматографически чистых кристаллах антрацена по ряду причин [83] можно считать порогом внутреннего фотоэффекта приблизительно 1,4 эв. Однако энергия этого порога слишком низка (ниже на 0,5 эв), для того чтобы ее можно было просто объяснить [82, 83, 85] (см. раздел I, 2), даже если считать, что возникший электрон не может свободно двигаться по орбиталям кристалла, на которых он постоянно связан с молекулой антрацена с энергией связи, равной сродству этой молекулы к электрону. Хотя теоретически порог для свободных зарядов равен приблизительно 3,9эб,. а для электронов, связанных наиболее прочно,— около 1,9 эв, экспериментально было обнаружено появление зарядов при освещении веществ светом видимой и даже близкой инфракрасной области это может быть отчасти обусловлено ионизацией примесей или ионизацией, вызываемой примесями на поверхности или в объеме кристалла. [c.668]

Наконец, Баркер и Гарднер [22] указали на важность роли фотоэмиссии, или внешнего фотоэффекта, т. е. перехода возбужденных светом электронов из электрода в делокализованные состояния в растворе, а также последующих взаимодействий эмит-тированных электронов с молекулами растворителя и растворенными веществами. Подобные представления о фотоэмиссии электронов из металла в электролит не являются совершенно но- [c.10]

Совокупность проведенных экспериментальных исследований [25, 41, 42, 45, 56] показала, что в широкой области потенциалов и частот возбуждающего света определяющим элементом электродного фотоэффекта в растворах различного состава является фотоэмиссия электронов. Другие обсуждавшиеся выше причины фотоактивности электрода носят ограниченный характер фотораспад комплексов с переносом заряда на ртутном электроде наблюдается, видимо, лишь при положительных зарядах поверхности разогрев электрода становится существенным для длинноволнового света (в обоих случаях фотоэмиссия практически не дает вклада в измеряемый фототок). Фотопроцессы неэмиссионного характера, сопутствующие фотоэмиссии, подробнее обсуждаются в 8.3. [c.67]

В электродных процессах встречаются различные типы фотоэффектов. В одних в результате фотоэмиссии с электрода возникают сольватированные электроны, другие связаны с фотопроводимостью пассивных или барьерных пленок [37, 417], третьи - с фоточувстви-тельными молекулами в растворах, например сопряженными кислотами, и, наконец, четвертые возникают косвенно как хемилюминесцен-ция из создаваемых электрохимически возбужденных состояний или в результате рекомбинации ион-радикалов, образующихся на аноде и катоде. По своей природе фотоэффекты обычно не дают способа изучения нормальных электрохимических реакций, за исключением тех, [c.541]

К новым применениям спектроскопии в проблеме катализа следует отнести использование спектра внешнего фотоэлектрического эффекта в поверхности окисных катализаторов под действием короткого ультрафиолетового излучения. Принцип этого метода, осуществленного аспирантом Вилесовым в ЛГУ, заключается в том, что при помощи ионизационного счетчика измеряется ничтожная по своей величине (10 А) фотоэмиссия с поверхности полупроводникового катализатора, вызываемая освещением ультрафиолетовым светом в области длин волн короче 2500 А. Длинноволновый порог фотоэффекта, а следовательно, работа выхода электрона с очищенной от газов поверхности может быть определена с точностью, превышающей 0,1 эв. После адсорбции на полупроводнике газов, примешанных к основному газу счетчика (аргон), порог фотоэффекта испытывает значительные перемещения в сторону больших или меньших частот, свидетельствующие об изменении работы выхода. Как и для хорошо изученного внешнего фотоэффекта с металлов, это явление вызвано поляризацией или ионизацией адсорбированных газовых молекул, причем поляризация или ионизация с направлением поверхностного электрического поля, благоприятствующим выходу электрона, снижает работу выхода и наоборот. [c.221]

При фотоэмиссии в вакуум красная граница фотоэффекта зависит от работы выхода электрона из металла (на этом основан известный метод измерения работы выхода). По аналогии можно эыло бы думать [56], что и на границе металл—электролит пороговый потенциал зависит от природы металла точка экстраполяции — ф-прямых к значению /=0 для разных металлов будет сдвинута на разницу работ выхода (или нулевых точек). [c.71]

Многофотонный фотоэффект. Рассмотренные выше экснери менты относились к однофотонному фотоэффекту, когда энергиЕ одного кванта света было достаточно для фотоэмиссии. Коршунов, Бендерский, Гольданский и Золотовицкий [149] обнаружили на границе ртуть—раствор двух- и трехфотонный внешний фото-эффект . Источником света служил лазер в первом случае рубиновый (энергия кванта Йоэ = 1,78 эв), во втором — неодимовый (Йо) = 1,18 эв). Как и при однофотонном фотоэффекте, фототок меняется с потенциалом но закону пяти вторых (рис. 4.13). Зависимость фототока от интенсивности излучения передается, в согласии с теорией [73], степенной функцией, где показатель степени близок к числу поглощенных фотонов на один эмиттированный электрон. [c.82]

Важная особенцость внешнего фотоэффекта из полупроводников обусловлена тем, что уровень химического потенциала (г, положением которого определяется термодинамическая величина работы выхода, обычно расположен у полупроводников в запрещенной зоне . Поэтому в полупроводниках вообще отсутствуют электроны, начальная энергия которых равна л и минимальная энергия кванта Ясод, отвечающая (при Т = 0) энергетической возможности однофотонной фотоэмиссии, нё совпадает с работой выхода (рис. 8.2). Величина фотоэмиссионной работы выхода и/ = Йсоц равна, очевидно, %а>д = Здесь Е — ширина запрещен- [c.142]

Внешний фотоэффект с образцов измерялся на установке, описанной в работе [9]. Использованная в данной работе установка имела чувствительность по току порядка 10 а. Интенсивность монохроматического освещения составляла 10 —10 ° фотонов/сек. Рассеянное коротковолновое излучение исключалось с помощью кварцевого или увиолевого фильтров. Все это позволяло обнаруживать пороги фотоэмиссии, соответствующие квантовому выходу 10 —10 электронов на фотон. Точность измерения порога фотоэмиссии была порядка 0.1 эв. В случае ZnO слой микрокристаллического порошка полупроводника наносился из суспензии в этаноле на катод, покрытый двуокисью олова, и прокаливался на воздухе при 450—480° С в течение 3—5 час. для удаления органических загрязнений. После этого слой помещался в измерительную ячейку, в которой откачивался до 3-10 мм рт. ст. при 20° С, и для него измерялось спектральное распределение внешнего фотоэффекта. Затем образец окрашивался погружением его на 3 мин. в этанольный раствор красителя определенной концентрации, помещался в измерительный сосуд, эвакуировался и для него вновь измерялся спектр фотоэмиссии. Слои AgBr приготовлялись электролитическим бромированием поверхности серебряной пластины, а ТП наносился на катод сублимацией в вакууме. Многочисленные измерения показали хорошую воспроизводимость результатов определения порога фотоэмиссии этих слоев. [c.266]

Энергия электрона в твердом теле определяется суммой потенпиальной и кинетической энергий.Электрон может выйти из металла в вакуум, если преодолеет поверхностный потенпиальный барьер, высота которого называется работой выхода Ф. Способствовать преодолению этого барьера может тепловое движение термоэлектронная эмиссия) или поглощение фотона с достаточно больщой энергией внешний фотоэффект или фотоэмиссия). [c.184]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология