Фотоэмиссия электронов

Для дальнейшего развития представлений о строении границы раздела электрод — ионная система и о кинетике процессов на этой границе необходимо усовершенствование существующих и разработка новых экспериментальных методов, более широкое применение современной электронно-вычислительной техники. Уже достигнут существенный прогресс в автоматизации электрохимических измерений и развитии разнообразных импульсных методов, позволяющих, в частности, изучать явления, которые протекают за времена порядка 10 с и менее (импульсные гальваностатические методы, метод высокочастотной рефлектометрии и др.). Далеко не исчерпаны возможности метода фотоэмиссии электронов из металла в раствор. Большой интерес представляют оптические методы изучения состояния поверхности электродов, а также воздействие на границу электрод — раствор лазерными импульсами различной длительности и частоты. Ценным дополнением к существующим методам электрохимической кинетики может служить метод изучения фарадеевских шумов — чрезвычайно слабых флуктуаций потенциала или тока, сопровождающих протекание всех электродных процессов и вызванных дискретным характером переноса электронов через границу фаз, дискретностью диффузионного потока и т. д. Использование электродов в виде очень тонких проволок или пленок, напыленных в вакууме на инертные подложки, позволяет делать выводы об адсорбционных явлениях по изменению сопротивления этих электродов. Для изучения состояния поверхности электродов и кинетики электродных процессов еще недостаточно используются такие мощные современные методы, как ЯМР, ЭПР, дифракция медленных электронов и т. п. Новые методы предварительно проверяются на ртутном электроде, на котором строение двойного слоя и кинетика многих электродных процессов исследованы с количественной стороны. По-прежнему актуальна проблема разработки методов очистки исследуемых растворов от посторонних примесей и приготовления чистых электродных поверхностей. [c.391]

В конце 70-х годов В. А. Бендерский и А. А. Овчинников показали, что применение лазерной импульсной техники позволяет создать условия, при которых атомы водорода образуются не за счет реакции разряда, а благода])я радиолизу воды. При воздействии импульса возникает фотоэмиссия электронов из металла,которые, попав в раствор, термализуются, а затем превращаются в сольватированные (в водных средах в гидратированные) электроны е . Гидратированные электроны генерируют атомы [c.416]

В эксперименте по фотоэмиссии электронов с поверхности натрия под действием излучения различной длины волны получены приведенные ниже значения потенциалов, при которых фотоэлектрический ток был снижен до нуля. Построить график зависимости напряжения от частоты и рассчитать а) пороговую частоту, б) постоянную Планка. [c.402]

Фотоэлектронная спектроскопия изучает электронную фотоэмиссию из веществ в газообразном или твердом состоянии. Вещество в газообразном состоянии облучается монохроматическим УФ-из-лучением большой энергии. Происходит возбуждение валентных электронов или неподеленных электронных пар на высокие уровни с последующим уходом электронов из молекулы (фотоэмиссия электронов). Так как электроны в молекуле имеют различную энергию ( находятся на различных молекулярных орбиталях), эмиттирован-ные электроны имеют различную энергию. [c.62]

Наконец, сцинтиллятор должен отвечать еще одному требованию спектральный состав света, выходящего из сцинтиллятора, должен по возможности ближе соответствовать спектральной характеристике фотокатода ФЭУ, так как фотоэмиссия электронов с катода происходит только под действием фотонов определенной энергии. [c.93]

Однако экситоны, часто описываемые в случае неорганических соединений, являются экситонами Мотта [103] возбужденный электрон и дырка одновременно не относятся только к одному центру, но находятся на расстоянии друг от друга, которое в среднем составляет величину от одного до нескольких параметров решетки. У молекулярных кристаллов уровни экситонов занимают широкую область энергетического спектра, которая в значительной степени расширяется колебаниями, особенно когда уровни находятся вблизи границы интенсивного поглощения. Этот вопрос будет рассматриваться в следующей книге этой серии. У антрацена наблюдалось размытие уровней экситонов приблизительно от 3 до 8 эб в зависимости от расположения плоскости поляризации света в направлении а или Ь [88]. В большинстве случаев поглощение, без сомнения, было обусловлено образованием экситонов, соответствующих возбужденным состояниям индивидуальных молекул, что доказывается сравнением коэффициентов экстинкции в спектрах молекул и кристаллов [88]. Тем не менее подобное описание с точки зрения теории экситонов Френкеля является, конечно, неполным, так как при энергии поглощенного света даже меньше 8 эв возникают и фотопроводимость и фотоэмиссия электронов, не говоря уже о фотохимической диссоциации. Даже если наблюдаемая фотопроводимость не вызвана освобождением носителей внутри чистого вещества, что кажется вполне возможным [15], то существует фотоэлектронная эмиссия, показывающая (раздел 11,4), что внешний фотоэлектрический эффект связан с ионизацией молекул внутри кристалла. Поглощение, вызывающее эмиссию, по-видимому, непрерывно и может обусловливаться образованием экситонов. [c.662]

Фотоэмиссию электронов в вакуум (внешний фотоэлектрический эффект) можно наблюдать у всех типов твердых веществ. (Об эмиссии в смежное твердое вещество см. раздел IV.) [c.680]

Ультрафиолетовое излучение возбужденных атомов аргона полностью поглощается молекулами спирта во всем объеме, окружающем нить. Поэтому в самогасящихся счетчиках не будет происходить фотоэмиссии электронов с катода. Разряд распространяется вдоль нити, переходя от точки к точке, так как фотоны создают электроны только вблизи места своего возникновения. [c.10]

Работа выхода электронов из металла в раствор может быть определена с помощью измерения тока фотоэмиссии электронов в раствор, В электрохимической системе ток фотоэмиссии электронов I для данного электрода зависит не только от частоты света V (от значения кванта Ау), но и от потенциала Е. Согласно квантово-механической теории фотоэмиссии, эта зависимость имеет вид [c.292]

Авторы предлагаемой вниманию читателей книги внесли значительный вклад в исследование фотоэмиссии электронов в электрохимических системах. [c.5]

Более строгой характеристикой фотоэмиссии является квантовый выход, т. е. число эмиттированных электронов на один поглощенный фотон. Он составляет на границе металл—электролит обычно 10 —10 , что близко к значению квантового выхода нри фотоэмиссии электронов в вакуум из металлов с высокой работой выхода [3]. В большинстве экспериментальных работ измеряется не квантовый выход, а пропорциональная ему величина фототока [c.21]

Рассмотрим с использованием полученных выше соотношений фотоэмиссию электронов из металла в диэлектрик — твердый или жидкий. В этом случае в области ж б электрон находится в поле так называемых сил изображения, обусловленных зарядом на поверхности металла, наводимым самим удаляемым электроном. Соответствующий этим силам потенциал, как известно, равен х) =—aJx. Здесь = е 4е, где е — диэлектрическая проницаемость среды, в которую происходит эмиссия при е = 1 получаем потенциал, отвечающий фотоэмиссии в вакуум. Уравнение (2.9) в рассматриваемом случае приобретает вид [c.43]

Можно указать основные критерии для того, чтобы отличить фотоэмиссию электронов от других фотогальванических эффектов [c.67]

В связи с усилившимся в последние годы интересом к поведению электронов в полярных средах остановимся на том, каким образом результаты фотоэмиссионных исследований могут быть использованы для определения энергетических характеристик электронов в этих средах. Обсуждаемые ниже модельные представления будут использованы также (см. 8.4) при анализе экспериментов по фотоэмиссии электронов из растворов. [c.76]

Для фотоэмиссии электрона из раствора в вакуум (точнее, в пары растворителя) ему необходимо сообщить более высокую энергию Ws = Es As (см. 8.4). [c.77]

Результаты, рассмотренные в этой главе, показывают, что измеряемые на опыте фототоки определяются не только величиной тока фотоэмиссии электронов из металла в растворы электролитов, но и процессами, связанными с образованием и последующими превращениями сольватированных электронов. Это делает измерения при низких концентрациях акцепторов менее благоприятными для исследования закономерностей собственно фотоэмиссии. Вместе с тем, варьирование концентрации акцепторов сд в широком интервале значений, одновременное использование двух и более видов различных акцепторов (см. 7.3), варьирование концентрации постороннего электролита, сопоставление данных, полученных с заряженными и нейтральными акцепторами, а также использование модулированного и импульсного освещения открывает широкие возможности изучения фотоэмиссионными методами кинетических характеристик весьма разнообразных процессов. [c.94]

Результаты исследований, которые излагаются в настоящей главе, демонстрируют, в частности, что фотоэмиссия электронов может быть эффективным методом изучения [строения двойного слоя. При этом в ряде случаев удается получить информацию, которая оказывается недоступной для традиционных электрохимических методов. [c.96]

При фотоэмиссии электронов из металла в раствор вблизи электрода происходит ряд различных процессов, связанных с превращением сольватированных электронов. Среди них большой интерес представляют гомогенные и гетерогенные реакции с участием свободных радикалов. Кинетика этих реакций сказывается на величине измеряемого фототока, что позволяет рассматривать фотоэмиссию как удобный метод количественного изучения таких процессов. [c.117]

Вопросы фотоэмиссии электронов из полупроводниковых электродов [c.141]

Значительный интерес представляет изучение фотоэмиссии электронов из полярных растворов в газовую фазу, которое позволяет в известной мере дополнить и проверить результаты, рассмотренные в предыдуш их разделах. Здесь, наряду со сведениями относительно строения межфазной границы жидкость — газ, может быть получена информация об энергетическом состоянии сольватированных и делокализованных электронов в жидкости, о механизме торможения электронов, а также о взаимодействии фото-активных ионов с излучением. [c.153]

Фотоэлектронная эмиссия из растворов была обнаружена еш,е в 1888 г. Столетовым при облучении водных растворов фуксина [240]. Она была объяснена тем, что поверхностно-активные молекулы красителя образуют на границе жидкость — газ фотоактивный слой, из которого сравнительно легко могут быть вырваны электроны. Впоследствии фотоэмиссия электронов наблюдалась как из водных [241, 242], так и неводных растворов, включая растворы щелочных металлов в жидком аммиаке [243—245]. [c.153]

Систематическое количественное изучение основных закономерностей фотоэмиссии электронов из растворов в газовую фазу было начато в конце 60-х годов Делахеем и сотр. [154, 246—248]. Благодаря использованию современной техники фотоэмиссионных измерений, к настоящему времени удалось получить значительное количество экспериментальных данных, на основе которых была развита феноменологическая теория. [c.153]

Процесс фотоэмиссии электронов из жидкости в газовую фазу можно представить [154] в виде нескольких последовательных стадий. [c.153]

Необходимые данные относительно рассеяния электронов в газе можно получить на основании изучения фотоэмиссии электронов из металла в газовую фазу. Для коэффициента а обычно используют формулу Томсона [249], позволяющую из опытной зависимо- [c.155]

Из приведенного материала видно, что фотоэмиссия электронов из растворов позволяет, в принципе, получить важные сведения [c.158]

Ток электродной фотоэмиссии пропорционален величине (Й.со — Асоо) /=, тогда как при фотоэмиссии электронов п вакуум (Асо—Ашо) -Физический смысл этого различия обусловлен значительным ослаблением сил зеркального изображения, препятствующих удалению электрона от металлической поверхности, при переходе от вакуума к раствору. Согласно уравнению (53.7) должна наблюдаться линейная зависимость от Е, экстраполяция которой к /=0 позволяет найти пороговую частоту og при =0 [c.271]

Метод фотоэлектронной эмиссии. В эллипсометрическом методе и в методе модуляционной спектроскопии отражения энергия кванта света ftv меньшие, чем работа выхода электрона из металла в раствор Если же выполняется обратное соотношение hv> We , то при освещении электрода происходит фотоэмиссия электронов из металла в раствор, которая также может служить источником информации о строении границы между электродом и раствором. В методе фотоэмиссии для освещения электрода используется ближний ультрафиолет. Эмиттированные электроны теряют часть своей энергии (термализуются), затем сольватируются и далее вступают в реакцию со специально добавляемыми в раствор веществами — акцепторами электронов. Введение в раствор акцепторов (например, Н3О+, N2O) необходимо для того, чтобы избежать полного обратного захвата соль- [c.184]

Вместе с тем, поскольку электродные реакции протекают на границе электрод — раствор (или расплав), представляет интерес вопрос о работе выхода электронов из металла в раствор (или расплав) при заданном электродном потенциале. За пределами двойного слоя потенциал в любой точке раствора (или расплава) одинаков, следовательно, одинаков и электрохимический потенциал электрона. Поэтому работа выхода электрона в раствор (или расплав) электролита при заданном электродном потенциале не зависит от природы металла. Этот вывод нашел прямое экспериментальное подтверждение в опытах по фотоэмиссии электронов из металла в раствор электролита, а также в опытах по катодной генерации сольватированных электронов в апротонных растворителях. На рис. VIII.24 представлены катодные поляризационные кривые в гексаметилфосфортриамиде на различных металлах (Л, И. Кришталик, Н. М. Алпатова). Нижняя группа прямых характеризует зависящее от природы металла катодное выделение водорода в подкисленных растворах солей. Верхняя прямая отвечает процессу генерации сольватированных электронов на различных катодах. Практическое совпадение прямых для разных металлов демонстрирует независимость работы выхода электронов из металла в раствор от природы металла. [c.240]

ФОТОЭЛЕКТРОХИМИЯ, изучает взаимное преобразование световой и электрич. энергии в системе электрод — электролит. Возникновение фототока (фотопотенциала) при освещении электрохим. ячейки м. б. обусловлено 1) фотохим. р-циями в электрол1гге или возникновением в нем возбужд. молекул 2) генерацией неравновесных электронов и дырок в полупроводниковых электродах (см. Электрохимия полупроеодников) 3) фотоэмиссией электронов из электродов в р-р электролита 4) фотодесорбцией адсорбированных на электроде частиц (ионов, молекул) с переносом заряда между адсорбатом и электродом. Обратное явлекне [c.635]

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]

В исследованиях по фотоэмиссии электронов в разбавленных растворах электролитов были получены примерно такие же значения изменешта работы выхода электрона из ртути. В табл. 7.8 приведены значения работы выхода электрона из ртути (при электродном потенциале Е = —1,5В) в водшэ1х растворах КОН различной концентрации. [c.174]

Рнс. 14,9, Зависи.мость от потенциала тока фотоэмиссии электронов в подкисленный раствор. asSO4 на разных электродах [c.292]

В исследованиях по фотоэмиссии электронов в разбавленных растворах электролитов [62] были получены примерно такие же значения изменения работы выхода электрона из ртути в растворах КОН различной концентрации (с учетом разброса экспериментальных значений) д 1п скон и вГ/е = 0,025В. [c.43]

Успехи методики измерения пробоев при очень малых избыточных напряжениях позволили еще раз произвести проверку применимости теории Таунсенда. Когда AVjVg очень мало (рис. 111), настолько велико, что даже ионы имеют определенную вероятность пройти через короткие разрядные промежутки, но все же фотоэмиссия электронов с катода остается и в этом случае, по-видимому, основным вторичным эффектом. Кроме того, при наличии некоторых поверхностных слоев на катоде возможен особый вид низковольтной автоэлектронной эмиссии [5]. При больших избыточных напряжениях время [c.220]

Таким образом, в самогасящих счетчиках не происходит фотоэмиссии электронов с катода (фотоны не достигают катода). Разряд распространяется вдоль нити, переходя от точки к точке, так как фотоны создают электроны только в непосредственной близости от места своего возникновения. [c.90]

В результате разряда образуются положительные ионы спирта и лишь малое количество положительных ионов аргона, так как спирт обладает меньшим ионизационным потенциалом, чем аргон. Положительные ионы спирта, приближаясь к катоду, вырывают из него электроны и превращаются в возбужденные молекулы. Длительность жизни возбулсденной молекулы спирта настолько мала, что молекула разлагается раньше, чем приблизится к катоду на расстояние, где возможна вторичная эмиссия электронов. Фотоэмиссия электронов за счет высвечивания воз- бужденных атомов спирта также очень мало вероятна. [c.90]

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]

Эксперименты по фотоэмиссии электронов в вакуум при частотах облучения, близких к пороговой (так что ( (ш — оЗо)/ о I 1) хорошо подтверждают теорию Фаулера, согласно которой, начиная с энергий порядка нескольких кТ выше порога, имеет место соотношение / ос (со — соо) . В настоящее время эту теорию для описания фотоэмиссии в вакуум в принороговой области частот можно считать общепринятой [1—4], хотя уже давно стало ясно, что в основе ее лежит ряд недостаточно обоснованных предположений. [c.33]

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]

Близким по своей природе к реакциям с участием N0 - является окислительно-восстановительное превращение анион-ради-кала СОг, который возникает при фотоэмиссии электронов в растворы СО2 [192]. Фототок здесь наблюдается липхь при потенциалах отрицательнее —1,4 в, гдеСОа в присутствии доноров протонов восстанавливается до формиат-иона. Положительнее этого значения практически все радикалы СО2 окисляются на электроде. [c.129]

Рассмотрим теперь зависимость фотоэмиссионного тока от разностей со — Юц и со — Начнем с анализа поведения I в окрестности пороговой частоты соц, когда энергетически возможна фотоэмиссия электронов, первоначально находившихся вблизи потолка валентной зоны. Величина ж-компоненты импульса этих исходных электронов Pix близка к нулю, и, во всяком случае, существенно меньше при X О величины У 2гПрХ, где — эффективная масса электрона в зоне проводимости. Вблизи потолка валентной зоны можно использовать приближение эффективной массы [c.145]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология