Arbeidfunksjonen

Arbeidfunksjonen er minimum energien som kreves for å fjerne et elektron fra en fast overflate (oftest en metalloverflate) og flytte det til et punkt utenfor overflaten, der elektronet har null kinetisk energi. Den måles i elektronvolt (eV) og betegnes ofte med φ (phi). For et metall er arbeidfunksjonen forskjellen mellom vakuumnivået og Fermi-nivået: φ = E_vac - E_F.

Arbeidfunksjonen avhenger av overflateforholdene. Krystallorientering, renslighet, temperatur og tilstedeværelse av adsorbater kan endre verdien betydelig. Typiske verdier ligger mellom ca. 2 og 5 eV for metaller; alkaliske metaller har lavere φ, mens mange andre metaller ligger omkring 4–5 eV. Eksempler: Cs cirka 2 eV, Cu omtrent 4,7 eV, Au omkring 5,1 eV.

Fotoelektrisk effekt gir ofte målegrunnlag for φ: hvis hν er større enn φ, kan elektronet forlate overflaten, og den kinetiske energien til det utsendte elektronet er K.E. = hν − φ. Målinger av utsendte elektroner i fotoelektron-spektroskopi (UPS) eller ved Kelvin-probe gir estimater av arbeidfunksjonen.

Anvendelser og betydning: arbeidfunksjonen spiller en viktig rolle i elektronemisjon, fotokathoder, feltemisjon og overflatefysikk, samt i katalyse der elektronbinding mellom overflate og adsorbat påvirkes. Den er et viktig parameter i design av elektriske og optiske overflateenheter.