
【電】 photoelectric work function
photoelectricity
【醫】 photoelectricity
【電】 work function
光電功函數(Photoelectric Work Function)是固體物理與光電子發射領域的關鍵概念,指材料表面電子克服束縛并逃逸到真空所需的最小能量。以下從漢英詞典角度結合物理機制進行解釋:
$$Phi = E_{text{vac}} - EF$$
其中 (E{text{vac}}) 為真空能級,(E_F) 為費米能級。
材料依賴性
不同金屬/半導體因原子結構差異導緻功函數值不同(如鎢:4.5 eV,鈉:2.3 eV)。表面晶面取向、雜質吸附會顯著改變功函數值。
光電效應中的角色
愛因斯坦光電方程揭示了光子能量 (h u) 與功函數 (Phi) 的關系:
$$K{text{max}} = h u - Phi$$
其中 (K{text{max}}) 為光電子最大動能,說明光子能量必須大于 (Phi) 才能産生光電子發射。
中文 | 英文 |
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光電功函數 | Photoelectric Work Function |
費米能級 | Fermi Level |
真空能級 | Vacuum Level |
光電子發射 | Photoelectron Emission |
紫外光電子能譜 | UPS (Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy) |
光電功函數是描述材料表面電子逸出所需能量的重要參數,具體解釋如下:
光電功函數指電子通過吸收光子能量,從材料表面逸出所需的最小能量。其定義為:真空中靜止電子能量與材料費米能級之間的差值,數學表達式為: $$ W = E_{text{vacuum}} - EF $$ 其中$E{text{vacuum}}$為真空能級,$E_F$為費米能級。
能量來源
與熱功函數(通過熱能激發電子)不同,光電功函數特指通過光子能量激發電子的過程。
物理意義
反映材料表面對電子的束縛能力,數值越小說明電子越容易逸出。金屬的功函數通常約為其自由原子電離能的二分之一。
應用場景
常用紫外光電子能譜(UPS)和開爾文探針法進行測量,直接關聯光電發射特性。
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