Photoelektronenspektroskopie

Photoelektronenspektoskopie (PES) ist eine spektroskopische Methode, die auf dem sog. photoelektrischen Effekt beruht.

Bestrahlt man ein leicht ionisierbares Metall (z.B. ein Alkalimetall) mit monochromatischem Licht variabler Frequenz, so kann man beim Überschreiten einer bestimmten Grenzfrequenz die Emission von Elektronen, den sog. Photoelektonen, aus der Oberfläche des Metalls beobachten. Die Grenzfrequenz entspricht der Energie, die notwendig ist, um ein Elektron aus der Oberfläche herauszulösen ("Austrittsarbeit"). Alles was dem Elektron darüber hinaus an Energie zugeführt wird, wird in kinetische Energie (Bewegungsenergie) des emittierten Elektrons umgewandelt.

Bei der Photoelektronenspektroskopie wird eine Probe mit hochenergetischen Photonen bestrahlt und mit einem Elektronenenergieanalysator die kinetische Energie der emittierten Elektronen gemessen. Es können sowohl Festkörper als auch gasförmige Proben untersucht werden. Die Methode erlaubt unter anderem die Bestimmung von Orbitalenergien, die näherungsweise der Energie entsprechen, die notwendig ist, um ein Elektron aus dem jeweiligen Orbital zu entfernen (Koopmans Theorem).