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Photoémission (statique)

Photoémission (statique)

La photoémission est fondée sur l’effet photoélectrique, expliqué par Albert Einstein en 1905 et qui lui a valu le prix Nobel en 1921. Ce phénomène veut qu’un rayonnement suffisamment énergétique peut extraire des électrons qui se trouvent à l’intérieur du matériau illuminé. Lorsqu’on détecte l’énergie cinétique et l’angle d’émission de l’électron sortant, il est possible de connaître son état initial à l’intérieur du matériau. La photoémission permet donc de déterminer la structure de bandes du système étudié ou la composition chimique par analyse des niveaux de coeur du matériau.

Les sources de rayonnement en laboratoire conventionnel pour illuminer l’échantillon à étudier peuvent être soit des lampes de lumière ultraviolette, des lasers, des tubes de rayons cathodiques ou encore de synchrotrons comme la source française SOLEIL. Dans les synchrotrons des particules chargées sont stockées dans des anneaux afin d’utiliser leur rayonnement émis dans un large spectre de longueurs d’onde).

Principe de la photoémission résolue en angle. Des photons suffisamment énergetiques sont envoyés sur un échantillon, qui émet des électrons par effet photoélectrique. La conservation de l’énergie et du vecteur d’onde parallèle à la surface permettent de remonter à l’état initial de l’électron dans le solide.

Film sur le principe de la photoémission. Courtoisie de Julien Bobroff.