功函数基于起始法研究贴片场的影响

基于起始法的功函数研究(Work function study, WFS)是一种表面技术，已被用于研究吸附和沉积过程近40年。由于涉及的硬件是标准表面科学技术，即x射线源，紫外线源或电子枪以及带电粒子的能量分析仪，因此它代表了更常见的开尔文探针技术(KP)的方便替代方案。该技术具有极高的表面灵敏度，在某些情况下，例如水在TiO2(110)金红石表面的亚单层吸附，其检测限明显低于x射线光电子能谱。当使用扫描俄歇显微镜(SAM)或任何其他提供电子束光栅的系统时，它用于功函数的表面映射，其横向分辨率可能与SAM相当。这样的实验安排被称为功函数显微镜(WFM)。能谱中的起始位置为Fφ+ E₀。由于E₀的量级是恒定的，它的位移直接对应于样本功函数的变化^[1]。不同物质的表面沉积或吸附会改变功函数。因此，它的变化可以用来监测原位吸附/沉积过程。功函数变化与地表覆盖率之间的关系可以通过不同的模型来建立，其中尤其常用的是Topping模型。但需要强调的是，只有在实验过程中表面保持均匀的情况下，才能直接应用Topping模型。如果不是这种情况，一般认为起始位置应该与功函数的最小值有关，因此，Topping模型应该将局部功函数的变化与局部覆盖率联系起来。实际上更复杂，因为功函数的非均匀表面分布意味着在相邻的贴片之间建立接触势，即贴片场的发展将改变二次电子为了发射而必须克服的势垒。虽然基于延迟场电位的功函数研究已经有一段时间了，但在使用起始法时尚未考虑补丁场效应。

[1] Trigueiro J , Bundaleski N , Silva A G ,et al.Influence of the patch field on work function study using the onset method[J].Vacuum, 2013, 98(Complete):41-44.

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