江苏激光联盟导读：
爱因斯坦因解释光电效应获得1921年诺贝尔物理学奖，如果爱因斯坦看到今日密歇根州立大学的这项研究，或许也会对其大为赞赏！此研究为未来医疗以及通信技术的发展提供了更多可能！
密歇根州立大学（MSU）
该研究题为“Quantum efficiency of photoemission from biased metal surfaces with laser wavelengths from UV to NIR（紫外线到近红外激波长的偏置金属表面光电发射的量子效率）”，目前发表在美国物理学会的Scilight以及《Applied Physics》上的。
MSU工程学院的新研究可能很快会应用于开发更好的X光片，这些X光片可为医疗健康监测以及我们每日极度依赖的太空卫星提供更优质的服务。
Peng Zhang 和Yang Zhou努力提高光电发射的量子效率 来源：密歇根州立大学
电气和计算机工程副教授Peng Zhang解释道：“简单一点来理解，我们这一研究进步主要涉及的是光在坚硬表面上‘跳舞’的方式。当光照射到材料表面时，它会导致电子从表面射出——这种现象被称为光电效应。桌面粒子加速器、强X射线、高分辨率电子显微镜和高功率高速电子设备所需的高质量电子束都需要光诱导电子发射。”
Peng Zhang 和Yang Zhou利用激光照射研究和分析了金属表面的光电发射。他们的理论测试使用的是波长范围200纳米的紫外线到近红外波长的1200纳米。利用基于含时薛定谔方程精确解的最新量子模型，他们研究了激光波长为200-1200纳米(即紫外-近红外)的金属表面光电子发射，发现主要的电子发射机制从不同的多光子发射过程到直流或光场发射各不相同，取决于激光强度、波长和直流偏置场。
激光场F1和直流电场F0的各种组合，电子传输概率D(ε)是电子初始能量ε和激光波长λ的函数。(a)–(d) F0=0V/nm; (e)–(h) F0=1V/nm; and (i)–(l) F0=5V/nm. In each column, (a), (e), and (i) F1=0.1V/nm; (b), (f), and (j) F1=1V/nm; (c), (g), and (k) F1=3V/nm; and (d), (h), and (l) F1=6V/nm.
他们详细分析了量子效率(quantum efficiency-QE)的参数依赖性。发现亚皮秒强激光脉冲产生的非平衡电子加热可以非线性地增加QE。由于激光加热导致的QE增加在激光波长附近最强（其阴极功函数是相应激光光子能量的好几倍），这进一步验证了量子模型和激光加热的重要性。
关于该研究的使用价值，Zhang认为该结果可以就高效和明亮的光电子源的开发提供指导和帮助。这不仅意味着设备和系统（包括用于天基通信的雷达和卫星中的信号放大器）的优化大有可为，也意味着以其可以更好地为日常健康监测进行医学成像。”
来源：Chris Patrick, Quantum model considers the effect of laser wavelength, intensity, and DC bias on photoemission, Scilight (2021). DOI: 10.1063/10.0005951;
Yang Zhou et al, Quantum efficiency of photoemission from biased metal surfaces with laser wavelengths from UV to NIR, Journal of Applied Physics (2021). DOI: 10.1063/5.0059497