Πού πήγαν αυτά τα ηλεκτρόνια; Το μυστήριο των δεκαετιών επιλύθηκε
Όταν ένα μέταλλο εκτίθεται στο φως, απορροφά τα φωτόνια και τα ηλεκτρόνια εκπέμπονται από την επιφάνεια του. Αυτό το φαινόμενο, γνωστό ως φωτοηλεκτρικό αποτέλεσμα, παρατηρήθηκε για πρώτη φορά από τον Heinrich Hertz το 1887, αλλά δεν ήταν μέχρι το έγγραφο του 1905 του Albert Einstein σχετικά με το θέμα ότι παρέχεται μια ικανοποιητική εξήγηση.
Ο Αϊνστάιν πρότεινε ότι το φως αποτελείται από quanta ή πακέτα ενέργειας, τα οποία τώρα ονομάζουμε φωτόνια. Όταν ένα φωτόνιο χτυπά μια μεταλλική επιφάνεια, μπορεί να μεταφέρει την ενέργεια του σε ένα ηλεκτρόνιο στο μέταλλο, χτυπώντας το ηλεκτρόνιο χαλαρά από την επιφάνεια του μετάλλου. Η ενέργεια του εκπεμπόμενου ηλεκτρονίου εξαρτάται από την ενέργεια του προσπίπτοντος φωτονίου.
Για πολλά χρόνια, υπήρξε μια απόκλιση μεταξύ του αριθμού των ηλεκτρονίων που εκπέμπονται από μια μεταλλική επιφάνεια και τον αριθμό των φωτονίων που απορροφήθηκαν από το μέταλλο. Αυτή η ασυμφωνία ήταν γνωστή ως πρόβλημα "λείπουν ηλεκτρόνια" και ήταν μια σημαντική πρόκληση για τη θεωρία της φωτοβεία.
Σε μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό *Physical Review Letters *, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, Berkeley, έχουν τελικά λύσει το μυστήριο των ηλεκτρονικών ηλεκτρονικών. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα συνδυασμό πειραματικών τεχνικών και θεωρητικών υπολογισμών για να δείξουν ότι τα ηλεκτρόνια που λείπουν είναι παγιδευμένα σε μια περιοχή της μεταλλικής επιφάνειας γνωστή ως "επιφανειακό φράγμα".
Το επιφανειακό φράγμα είναι μια περιοχή της μεταλλικής επιφάνειας που εξαντλείται από ηλεκτρόνια και λειτουργεί ως εμπόδιο στην εκπομπή ηλεκτρονίων. Τα ηλεκτρόνια που είναι παγιδευμένα στο επιφανειακό φράγμα μπορούν να εκπέμπονται μόνο εάν έχουν αρκετή ενέργεια για να ξεπεράσουν το φράγμα.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι ο αριθμός των ηλεκτρονικών ηλεκτρονίων εξαρτάται από το πάχος του επιφανειακού φραγμού. Για τα λεπτά φραγμοί επιφάνειας, υπάρχουν σχετικά λίγα ηλεκτρόνια που λείπουν, αλλά για παχιά επιφανειακά εμπόδια, υπάρχουν πολλά ηλεκτρόνια που λείπουν.
Η λύση στο μυστήριο των ηλεκτρονικών ηλεκτρονίων που λείπουν είναι μια σημαντική ανακάλυψη στην κατανόηση της φωτοεκθέτησης. Τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης θα συμβάλουν στη βελτίωση του σχεδιασμού οπτοηλεκτρονικών συσκευών, όπως τα ηλιακά κύτταρα και οι φωτοανιχνευτές.
