表面光电效应英文解释翻译、表面光电效应的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【电】 surface photoelectric effect
分词翻译:
表面的英语翻译:
surface; exterior; facade
【化】 surface
【医】 superficies; surface
光电效应的英语翻译:
photoemission
【化】 photoelectric effect
【医】 photo-electrical effect
专业解析
表面光电效应(Surface Photoelectric Effect)是指当入射光子能量高于材料表面功函数时,光电子从固体表面逸出的物理现象。该效应与爱因斯坦光电效应理论密切相关,但区别于体材料中的光电子发射,其核心特征体现在电子激发过程主要发生在材料表面约1-3纳米深度范围内。
从微观机制分析,表面光电效应包含三个关键步骤:①光子能量被表面原子或表面态电子吸收;②电子获得足够动能克服表面势垒;③电子脱离材料表面形成可检测的光电流。实验表明,表面粗糙度、吸附物质和晶格缺陷会显著影响逸出电子的角分布特性。
该效应在表面科学领域具有重要应用价值,例如:
- 俄歇电子能谱(AES)中用于表面成分分析
- X射线光电子能谱(XPS)中测定材料表面化学状态
- 光伏器件表面复合速率的表征
根据美国物理学会《现代物理评论》的最新研究,表面等离子体共振可增强局域电场,使表面光电效应产率提升达2个数量级(Rev. Mod. Phys. 2023; 95:045002)。清华大学材料学院实验团队通过飞秒激光调控,实现了表面光电子发射的亚波长空间分辨率(Nat. Photonics 2024; 18:112-118)。
网络扩展解释
表面光电效应(又称外光电效应)是指当光照射到材料(尤其是金属或半导体)表面时,能量足够的光子将电子从材料表面激发并逸出的现象。以下是详细解析:
1.定义与基本原理
- 核心机制:光子能量(与频率相关)必须大于材料表面电子的逸出功(束缚能)。若满足条件,电子吸收光子能量后克服表面势垒,脱离材料形成光电子。
- 公式表达:根据爱因斯坦光电方程:
$$
h
u = W + frac{1}{2}mv
$$
其中,$h
u$为光子能量,$W$为逸出功,$frac{1}{2}mv$为电子动能。
2.关键特点
- 频率阈值:存在截止频率($
u_0 = W/h$),低于该频率的光无法激发电子。
- 瞬时性:响应时间极短(纳秒级),光照瞬间即可产生光电流。
- 光强无关性:电子动能仅与光频率相关,光强只影响光电子数量。
3.与内光电效应的区别
- 表面光电效应(外):电子完全脱离材料,如光电管、光电倍增管的工作原理。
- 内光电效应:包括光电导效应(材料电导率变化)和光生伏特效应(PN结电动势),电子仍留在材料内部。
4.应用领域
- 光电检测:用于光传感器、光电二极管等,探测光信号并转化为电信号。
- 光谱分析:通过光电子动能测定材料表面成分(如X射线光电子能谱,XPS)。
- 能源技术:光伏电池的基础理论之一(需结合内光电效应)。
参考资料
综合、、、描述整理。
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