Photoeffekt
Photo|effekt(lichtelektrischer Effekt, photoelektrischer Effekt), quantenmechan. Vorgang, bei dem Elektronen durch Lichtabsorption aus ihrem Bindungszustand gelöst und für den elektr. Ladungstransport verfügbar werden. Beim äußeren P. (Hallwachseffekt, Photoemission), der an Festkörpern, insbesondere an Metallen, beobachtet wird, werden Elektronen (Photoelektronen) aus einem Festkörper herausgelöst. Ihre kinet. Energie W_k hängt nur von der Frequenz ν des eingestrahlten Lichtes und von der materialspezif. Austrittsarbeit A ab, nicht jedoch von der Lichtintensität. Beim inneren P., der bes. an Halbleiterkristallen (z. B. Cadmiumsulfid), aber auch an Isolatoren auftritt, verlassen die durch Lichtabsorption angeregten Ladungsträger den Festkörper nicht. Durch Bestrahlung werden die vorher fest gebundenen Elektronen der Gitterbausteine teilweise im Kristall frei beweglich; der Übergang der Elektronen aus dem Valenz- ins Leitungsband führt zu einer elektr. Leitfähigkeit (Photoleitfähigkeit, Photoleitung), zu der auch die Defektelektronen einen Beitrag liefern. - Bei Bestrahlung einiger Kristalle (z. B. Kupferoxid) tritt der Kristall-P. (Dember-Effekt) auf. Durch das von der Lichtintensität abhängige Konzentrationsgefälle der Elektronen längs des Lichtweges treten Diffusionserscheinungen in Lichtrichtung auf, die zur Ausbildung einer Photospannung führen. Bestrahlt man Sperrschichten in Halbleitern, so tritt der Sperrschicht-P. (Photo-Volta-Effekt) auf, der zu einer Photospannung an der Sperrschicht führt. Beim atomaren P. (Photoionisation) wird ein Licht-, Röntgen- oder γ-Quant durch die Elektronenhülle eines freien Atoms vollständig absorbiert, wobei die Photonenenergie auf ein Elektron übergeht, das die Atomhülle verlässt. (Kernphotoeffekt)
▣ Literatur:
Herrmann, K. H.: Der P. Grundlagen der Strahlungsmessung. Braunschweig u. a. 1994.