Hvad er et biprodukt af fotoelektrisk absorption?

Den fotoelektriske effekt er emission af elektroner eller andre frie bærere, når lys skinner på et materiale. Det er en central del af driften af ​​mange teknologier, herunder solceller, fotodioder og fotomultiplikatorer.

Når en foton rammer et materiale, kan den overføre sin energi til en elektron i materialet. Hvis fotonen har nok energi, kan elektronen slynges ud af materialet, hvilket skaber en fri elektron. Den minimale energi, der kræves for at udstøde en elektron fra et materiale, kaldes materialets arbejdsfunktion.

Den fotoelektriske effekt er en tærskeleffekt, hvilket betyder, at den kun opstår, hvis fotonen har energi nok til at udstøde en elektron. Den maksimale kinetiske energi af de udsendte elektroner er proportional med frekvensen af ​​det indfaldende lys.

Den fotoelektriske effekt blev første gang observeret af Heinrich Hertz i 1887, men det var først i Albert Einsteins papir fra 1905 om emnet, at en tilfredsstillende forklaring blev givet. Einsteins teori om den fotoelektriske effekt gav ham Nobelprisen i fysik i 1921.

Her er nogle af biprodukterne af fotoelektrisk absorption:

* Emission af elektroner: Det mest oplagte biprodukt af fotoelektrisk absorption er emissionen af ​​elektroner. Disse elektroner kan bruges til at generere en elektrisk strøm, som er grundlaget for mange optoelektroniske enheder.

* Generering af varme: Når en foton absorberes af et materiale, kan den også generere varme. Dette skyldes, at fotonens energi overføres til materialet, hvilket får materialet til at vibrere. Vibrationen af ​​atomerne i materialet skaber varme.

* Oprettelse af defekter: Fotoelektrisk absorption kan også skabe defekter i et materiale. Disse defekter kan enten være punktfejl eller udvidede defekter. Punktdefekter er defekter, der opstår ved et enkelt atom, mens udvidede defekter er defekter, der opstår over et større område. Defekter kan påvirke et materiales egenskaber, såsom dets elektriske ledningsevne, termisk ledningsevne og mekanisk styrke.

Biprodukterne fra fotoelektrisk absorption kan bruges til at designe og udvikle nye materialer og enheder. For eksempel kan emissionen af ​​elektroner bruges til at generere en elektrisk strøm, som er grundlaget for mange optoelektroniske enheder. Generering af varme kan bruges til at opvarme et materiale eller til at skabe en temperaturgradient. Oprettelse af defekter kan bruges til at ændre et materiales egenskaber.