Фотоэлектронная спектроскопия с угловым разрешением

Принципиальная схема спектрометра лоя фотоэлектронной спектроскопии с угловым разрешением

Фотоэлектронная спектроскопия с угловым разрешением (англ. Angle-resolved photoemission spectroscopy) — метод спектроскопии использующий пучок света высокой энергии взаимодействующий с поверхностью исследуемого материала и спектрометр с улговым разрешением для детектирования энергии выбитых электронов. Позволяет измерять закон дисперсии электронов в материале и его зонную структуру.

Основания

Взаимодействие излучния с веществом изучали в 19 веке Александр Беккерель, который открыл фотоэффект, Генрих Герц^[1], Александр Столетов. Было установлено, что свет выбивает электроны из материала, энергия которых зависит только от энергии падающих квантов света. Объяснение этому эффекту в 1905 году дал Альберт Эйнштейн^[2]. Его уравнение для фотоэффекта выглядит так:

$h\nu=E_k+\phi,$

где h — постоянная Планка, ν — частота фотона, φ — работа выхода, E_k — кинетическая энергия свободного электрона. Если принять, что электрон в материале уже обладает каком-то энергией и энергия ионизации равна E_i, то кинетическая энергия выбитого электрона находится из закона сохранения энергии:

$E_k=h\nu-\phi-E_i.$

Примечания

1. ↑ Hertz, H., Ann. Phys. 17, 983 (1887).
2. ↑ Einstein, A., Ann. Physik 31, 132 (1905).

Литература

• Andrea Damascelli, «Probing the Electronic Structure of Complex Systems by ARPES», Physica Scripta T109, 61-74 (2004) [1]