När en foton träffar ett material kan den överföra sin energi till en elektron i materialet. Om fotonen har tillräckligt med energi kan elektronen kastas ut från materialet och skapa en fri elektron. Den minsta energi som krävs för att skjuta ut en elektron från ett material kallas materialets arbetsfunktion.
Den fotoelektriska effekten är en tröskeleffekt, vilket betyder att den bara uppstår om fotonen har tillräckligt med energi för att mata ut en elektron. Den maximala kinetiska energin för de emitterade elektronerna är proportionell mot frekvensen av det infallande ljuset.
Den fotoelektriska effekten observerades första gången av Heinrich Hertz 1887, men det var inte förrän Albert Einsteins artikel från 1905 om ämnet som en tillfredsställande förklaring gavs. Einsteins teori om den fotoelektriska effekten gav honom Nobelpriset i fysik 1921.
Här är några av biprodukterna av fotoelektrisk absorption:
* Emission av elektroner: Den mest uppenbara biprodukten av fotoelektrisk absorption är emissionen av elektroner. Dessa elektroner kan användas för att generera en elektrisk ström, som är grunden för många optoelektroniska enheter.
* Generering av värme: När en foton absorberas av ett material kan den också generera värme. Detta beror på att fotonens energi överförs till materialet, vilket får materialet att vibrera. Vibrationen av atomerna i materialet skapar värme.
* Skapande av defekter: Fotoelektrisk absorption kan också skapa defekter i ett material. Dessa defekter kan vara antingen punktdefekter eller utökade defekter. Punktdefekter är defekter som uppstår vid en enda atom, medan utökade defekter är defekter som uppstår över ett större område. Defekter kan påverka egenskaperna hos ett material, såsom dess elektriska ledningsförmåga, värmeledningsförmåga och mekaniska hållfasthet.
Biprodukterna av fotoelektrisk absorption kan användas för att designa och utveckla nya material och enheter. Till exempel kan emissionen av elektroner användas för att generera en elektrisk ström, som är grunden för många optoelektroniska enheter. Värmegenereringen kan användas för att värma ett material eller för att skapa en temperaturgradient. Skapandet av defekter kan användas för att ändra egenskaperna hos ett material.
