金■中£了的勢轉和膛出功
功函数：是体现电子传输能力的一个重要物理量，电子在深度为X的势阱内，要使费米面上
的电子逃离金属，至少使之获得W=X —E F的能量，W称为脱出功又称为功函数；脱出功越
小，电子脱离金属越容易。另外，半导体的费米能级随掺杂和温度而改变，因此，半导体的功函数不是常数。功函测量方法：光电子发射阈值法、开尔文探针法和热阴极发射阻挡电势法、热电子发射法、场发射法、光电子发射法以及电子束(或离子束)减速电势(retarding Potential)法、扫描低能电子探针法等。
紫外光电谱(UPS)测量功函数
1. 测量所需仪器和条件
仪器：ESCALAB250多功能表面分析系统。
技术参数：基本真空为3×0-8Pa, UPS谱测量用Hel(21.22eV),样品加-3.5 V偏压；另外，测量前样品经Ar+离子溅射清洗，Ar+离子能量为2keV,束流密度为0.5 μA/mm 2。运用此方法一般除ITo靶材外，其它样品都是纯金属标样。
2. 原理
Kl Λ2⅛ 5 HI Λ2⅛IiS
功函数：φ=V+ E CUtOff-E Fermi
3. 测量误差标定
E Fermi 标定：费米边微分
E CUtOf f标定：一是取截止边的中点，另一种是由截止边拟合的直线与基线的交点。
4. 注意事项
测试样品与样品托(接地)要接触良好，特别是所测试样的表面与样品托之间不能存在电阻。
用FOWIer-NOrdheim(F-N)公式测定ITo功函数
1. 器件制备
双边注入型单载流子器件ITO /TPD(NPB) / CU
原料：较高迁移率的空穴传输材料TPD和NPB作有机层，功函数较高且比较稳定的CU作电极, 形成了双边空穴注入的器件。
制备过程：
ITo 玻璃衬底经有机溶剂和去离子水超声清洗并烘干后，立即置于钟罩内抽真空,
在1 ×10-3 Pa的真空下依次蒸镀有机层(TPD或NPB)和金属电极CU O
2. 功函测量方法
运用Fowle~Nordheim(F-N)公式变换，消除了载流子有效质量和器件厚度因素的影响，提高了测量的精度，可以简单准确地测定了ITO的功函数。
αι鲤器臣UF —礬皆
02 =-艷葺伊1(阳一 5 02 令r = αι.⅛)f⅛l
p = JP _ CfP 一理)製*
其中TPD和NPB的电离势IP值分别为5.37eV、5.46 eV。
α: lnJ /V2)-1∕V的关系图，然后用直线模拟出了高场下的线性关系，α代表直线的斜率。
3.IT0功函测量值
测得值分别为4.85 eV、4.88 eV ; ITO薄膜表面功函数一般是4.5eV左右，如果功函数提高到5.0eV或者更大，那么可进一步提高空穴的注入率。
新型功函数测量系统
1.1测量方法
采用接触势差法
1.2系统组成及原理
系统组成：信号发生单元、振动单元和检测单元组成。
工作原理：信号发生单元输出低频正弦信号使参比电极振动，调节振动单元偏压使检测单元
输出信号为零，通过计算加载偏压和标准参比电极的偏差可得样品功函数值。
1.3功函计算
样品与参比电极通过导线连接相接触，两者的费米能级不同，因此样品与参比电极间将会存
在势差CPD O
CPD= ( φ- φ5) /e
样品与参比电极之间距离为d o,音频震荡线圈使参比电极发生微小振动，两者之间距离为：
D(t) = d o+dιsin(wt)
构成的电容发生变化:
Qt)=
kA
^ D (t) ~ d0 + dwi再MFj
d(l∕V)
⅛
imp
V心
D
振荡信号I(t): *rr ⅛7θrγ. . d(∕
6⅛+⑵丿由
其中U=V-CPD,而且U不是时间的函数，调节加载偏压V使振荡信号为零时，即i(t)=O时，得到如下：
(V- CPD)SJt F i = 0
t⅛
K= CPD= (¾- %)Ze
可得样品的功函φ°
超高真空下电子束阻挡势技术
2.1主要目的
主要用作测量固体表面的功函的联系变化，一般用作功函数的相对测量；但是当用一个功函数稳定且已知的标准品作为参考，也可以测量样品的绝对功函。
22原理
在样品与电子枪的直热式阴极之间加一电压U R,组成一个热电子发射二机管。当U R为负值(样品相对于阴极为负),使样品和直热式阴极之间的空间中存在一减速场(又称阻挡势),并如果我们假定阴极发射出的电子初速度均为零，则阻挡势垒的作用使电子不能到达
样品，此时二极管的电流为零。只有当U R达到如下条件：
eU R ≥ φ- φc⑴
其中φ' φ分别为样品和阴极的功函数。样品上可以收集到阴极的热电子发射电流，得到相应的的二极管伏一安特性图。考虑阴极发射热电子的初速度分布，伏一安特性图中电流从零
到饱和之间有一个电流逐渐上升的过渡区域，通常是以该段曲线的拐点所对应的U作为满足⑴功函数的实验量度。
2.3接触电势差
如果样品的功函数变化了Δφ,阴极则由于处在高温，气体分子在其表面的吸附几乎可
以忽略，故其功函数在测量过程中可以认为是不变的，于是二极管I- U R曲线的拐点位置将
从原来的(忖φ)∕e已移到(φs+ Δφs- φ)∕e ,如上图所示,即拐点移动的电位变化相应于样品的功函数变化。
I- U R曲线的拐点容易引入误差，特别是电流上升较慢时，一般采用伏安特性曲线的一次微商的峰点和二次微商的零点确定接触电势差，此时结果比较准确。
2.4绝对功函测量
用一个功函数稳定且已知的标准品作为参考，即可测量样品的绝对功函。
半导体材料功函数
3.1功函数影响机理
