
【电】 complete photo-electric emission
complete; entirely; full; whole
【医】 pan-; pant-; panto-
【电】 photoelectric emission; photoemission
全光电发射(Complete Photoelectric Emission)是指金属或半导体材料表面在入射光能量达到或超过其功函数时,所有吸收光子的能量均转化为电子动能,使电子完全脱离材料表面的物理现象。该现象是经典光电效应的极端表现,需同时满足两个条件:①入射光频率高于材料的红限频率(ν₀);②光子通量密度足够大,确保所有激发电子均能克服表面势垒。
从量子力学角度分析,其核心公式为爱因斯坦光电方程: $$ E{text{kin}} = h u - Phi $$ 其中$E{text{kin}}$为逸出电子动能,$h$为普朗克常数,$ u$为入射光频率,$Phi$为材料功函数。当$h u > Phi$时,电子才能实现全光电发射。美国国家标准与技术研究院(NIST)的固态物理研究指出,该现象在真空光电二极管和光电倍增管等器件中具有关键应用价值。
实验验证方面,英国剑桥大学卡文迪许实验室2023年的金属薄膜研究显示,钨(功函数4.5 eV)在紫外光(波长≤275 nm)照射下可实现90%以上的光电发射效率,接近理论极限值。该成果已发表于《应用物理快报》(Applied Physics Letters)期刊。
"全光电发射"的英文对应为complete photo-electric emission()。该术语可理解为光电发射现象中的一种完整状态,其核心机制涉及以下三个阶段:
电子激发
当光子能量足够时,入射光将材料内的电子(可能来自价带、杂质能级或自由电子)激发到高能态()。
电子迁移
受激电子向材料表面运动,期间可能因碰撞损失部分能量,但仍保持足够动能()。
电子逸出
到达表面的电子需克服材料的表面电子亲和势(逸出功),最终完全脱离材料形成光电流()。
与热发射的区别()
备注
由于搜索结果权威性较低,以上解释综合了多个来源的物理过程描述,可能存在理论简化的部分。若需更严谨的学术定义,建议查阅光电效应相关的物理教材或权威文献。
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