Lorsqu’un photon frappe un matériau, il peut transférer son énergie à un électron du matériau. Si le photon a suffisamment d’énergie, l’électron peut être éjecté du matériau, créant ainsi un électron libre. L’énergie minimale requise pour éjecter un électron d’un matériau est appelée le travail de sortie du matériau.
L’effet photoélectrique est un effet de seuil, c’est-à-dire qu’il ne se produit que si le photon possède suffisamment d’énergie pour éjecter un électron. L'énergie cinétique maximale des électrons émis est proportionnelle à la fréquence de la lumière incidente.
L'effet photoélectrique a été observé pour la première fois par Heinrich Hertz en 1887, mais ce n'est que dans l'article d'Albert Einstein de 1905 sur le sujet qu'une explication satisfaisante a été donnée. La théorie d'Einstein sur l'effet photoélectrique lui a valu le prix Nobel de physique en 1921.
Voici quelques-uns des sous-produits de l’absorption photoélectrique :
* Émission d'électrons : Le sous-produit le plus évident de l’absorption photoélectrique est l’émission d’électrons. Ces électrons peuvent être utilisés pour générer un courant électrique, qui constitue la base de nombreux dispositifs optoélectroniques.
* Génération de chaleur : Lorsqu’un photon est absorbé par un matériau, il peut également générer de la chaleur. En effet, l’énergie du photon est transférée au matériau, ce qui provoque la vibration du matériau. La vibration des atomes du matériau crée de la chaleur.
* Création de défauts : L'absorption photoélectrique peut également créer des défauts dans un matériau. Ces défauts peuvent être soit des défauts ponctuels, soit des défauts étendus. Les défauts ponctuels sont des défauts qui se produisent au niveau d'un seul atome, tandis que les défauts étendus sont des défauts qui se produisent sur une plus grande surface. Les défauts peuvent affecter les propriétés d’un matériau, telles que sa conductivité électrique, sa conductivité thermique et sa résistance mécanique.
Les sous-produits de l’absorption photoélectrique peuvent être utilisés pour concevoir et développer de nouveaux matériaux et dispositifs. Par exemple, l’émission d’électrons peut être utilisée pour générer un courant électrique, qui constitue la base de nombreux dispositifs optoélectroniques. La génération de chaleur peut être utilisée pour chauffer un matériau ou pour créer un gradient de température. La création de défauts peut être utilisée pour modifier les propriétés d'un matériau.
