功函數簡介

功函數（又稱功函、逸出功）是指要使一粒電子立即從固體表面中逸出，所必須提供的最小能量（通常以eV為單位）。這裡“立即”一詞表示最終電子位置從原子尺度上遠離表面但從宏觀尺度上依然靠近固體。功函數不是材料體相的本征性質，更準确的說法應為材料表面的性質（比如表面暴露晶面情況和受污染程度）功函數是金屬的重要屬性。功函數的大小通常大概是金屬自由原子電離能的二分之一。通常功函數越低，體系中的電子越容易逸出參與表面的化學反應。

公式

應用案例

光電陰極在被照射時會發射電子，由于鹵化物鈣钛礦具有廉價的生長技術、改進的載流子遷移率、低電子阱密度和可調直接帶隙，使其成為下一代光電陰極材料的候選材料。功函數可表征體系電子逸出至表面所做的功，用來預測純無機鈣钛礦（CsPbBr3 和 CsPbI3）作為光電陰極的可能性，本文以The Journal of Physical Chemistry Letters, 2021, 12(27): 6269-6276為例，詳細說明如何在MatCloud 實現表面結構功函數的計算。

計·算·步·驟

(1) 上傳結構模型

(2) 搭建功函數計算工作流

(3) 設置參數并提交計算

(4) 計算結果下載及後處理

01

上傳結構模型

點擊CsPbI3 (1 0 0) 下載對應表面結構，或導入自定義的表面結構，将結構從本地上傳至平台數據庫。

02

搭建功函數計算工作流

點擊【輸入控制】，将【通用導入組件】拖拽至右邊的工作流設計頁面；

點擊【模闆】—【VASP】，将組件【結構優化】、【靜态計算】拖拽至工作流設計頁面，如下圖所示：

03

設置計算參數并提交

【通用導入組件】參數設置

單擊【通用導入組件】組件設置按鈕[....]，單擊[參數設置]，選擇[從數據庫導入]，将CsPbI3結構導入【通用導入組件】後，單擊[保存]按鈕。

【結構優化】參數設置

單擊【結構優化】組件設置按鈕[...]，單擊[參數設置]。

① Geometry Optimization參數設置：{Convergence Tolerance}：采用力收斂标準（Force），手動更改值為0.01。

② General Setting 參數設置：

{Energy Cutoff}：手動輸入數字，參數設置為450。

【靜态計算】參數設置

【靜态計算】同【結構優化】參數更改一緻，将{Energy Cutoff}設置為450 eV。計算功函數需要加入特殊參數，詳細内容如下。

①{Customized}參數設置：

分别在左右兩個輸入框添加參數LVHAR和.TRUE.（注意有英文狀态下的點，此參數用于輸出計算功函數所需的LOCPOT文件），确認無誤後單擊[保存]按鈕，提交計算。

04

計算結果下載及後處理

MatCloud 平台的【靜态計算】結果，可視化的呈現計算體系能量、Bader電荷、功函數和收斂詳情情況，本例中靜态計算功函數直接輸出對應數值，步驟如下：

1) 計算結束後，點擊【靜态計算】計算結果，頁面直接輸出功函數數值4.609 eV，與文獻的數值（下圖高亮數值）基本一緻。

功函數的計算教程到此就結束了，想要獲得詳細的操作内容請私信我們。

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