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Mr_WuSH

金虫 (小有名气)

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[交流] 功函数的意义

关于定义：
功函数(work function)又称功函、逸出功，在固体物理中被定义成：把一个电子从固体内部刚刚移到此物体表面所需的最少的能量
真空能级：电子达到该能级时完全自由而不受核的作用
功函数：真空能级与费米能级之差

问题：

实际上很多半导体在Ef能级出并没有电子态，那么所谓逸出电子是从哪来而来的（导带还是价带或者其他？），其能量是多少（Ec？还是EV？）？

或者说功函数是一个统计值？但是从UPS上测出的图谱来看，应该不是统计值。

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1楼2012-07-03 11:32:25

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uuv2010

荣誉版主 (职业作家)

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
Mr_WuSH: 回帖置顶 2012-07-03 15:55:43
Mr_WuSH: 金币+8 2012-07-03 16:22:20
fzx2008: 金币+5, 谢谢指教！ 2012-07-03 21:37:04

1. 逸出电子是从哪来而来的？
价带顶的电子

2.能量是多少（Ec？还是EV？）？
功函数=真空能级- 价带顶电子的能级

3.功函数是一个统计值？
从第二个问题的定义公式看，功函数不是一个统计值，而是一个确定值。

4.关于功函数是一个确定值：
这个值的确定不仅仅是一个材料整体的确定，还可以确定到材料的每一个局域位置。曾经看到一篇文章（JPCC, 115, 24858(2011) ），是理论和实验结合的文章，就是实验上测出了材料每个位置的功函数，理论计算也给出了相应的计算值。虽然理论和计算之间有区别，但是整体的趋势是对的，能做到这个程度，对于理论计算来说已经足够了。

5.关于fermi能级
对于金属体系，fermi能级比较直观，就是电子的最高填充态的能级，也就是LZ说有的有电子的态，对于分子体系可以认为是HOMO轨道的能量；
对于半导体的fermi能级，可以定义在价带顶和导带底的任何一个位置。在功函数的测量中，本质上是价带顶电子的激发（也就是这个时候fermi能级的定义其实是和金属中的定义一致的，这是认为fermi能级=价带顶能级），所以这个态是有的。不像LZ所说的没有态。这样理解的话，就可以自洽地解释这个问题了。

[ Last edited by uuv2010 on 2012-7-3 at 15:15 ]