功函數

金屬裡的自由電子樂於在它內部四處遊走，但金屬的表面就像一口井的井壁，攔著它們不讓漏出去。要把單個電子乾淨俐落地踢進外面的真空裡，你必須繳一筆最低限度的能量「過路費」。這筆費用就是功函數——把一個電子從金屬手裡解放出來的代價。

在自由電子圖像裡，電子待在一道能量的山谷裡，一路填到費米能級。功函數就是從費米能級爬到谷沿的那段高度——越過那道邊沿，電子才算真正自由。不同金屬有不同的谷沿：幾個電子伏特不等，隨金屬種類而異，甚至隨表面有多乾淨而異。

它之所以重要，是因為它掌管著金屬交出電子的難易——這在光電效應、真空管、電子顯微鏡和太陽能電池裡都居於核心。常見的誤解是把功函數當成裸金屬某個固定不變的屬性；事實上它對表面極其敏感——哪怕一層污染物，或換一個晶面，都能讓它明顯改變。