初探EXCEL中的函数教学解读

第一篇：初探EXCEL中的函数教学解读

初探“EXCEL”中的函数教学

江阴市月城实验小学·杨盛良

教

材：江苏省教育出版社·小学《信息技术》 教学目标：

知识目标：理解Excel中函数的概念；

能力目标：以实际工作中的应用为例子，分析、掌握使用函数处理数据，并完成一定的数据处理任务；

德育目标：提高分析问题的能力，培养自主学习的意识。

教学重点：

“插入函数”的使用。

教学难点：

借助“搜索函数”、对话窗口中的提示语。教学环境：网络教室，电子教室控制系统。教学方法：

任务驱动，观察分析，通过实践掌握，发现问题，协作学习

教学内容和过程：

一、复习导入

上节课我们学习了Excel中的公式，（切换工作表到“公式”）我们知道：要使用好公式，需掌握它的是两个要点：

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1．公式通常都以“=”开始，“=”是公式的标记。

2．公式表达的是一种计算关系，而不是一个具体的数值。输入公式后，单元格中显示的是公式的计算结果，而公式本身则在编辑栏中显示。

上节课，有同学对我说，这公式的功能也太简单了。是的，公式的数据处理能力十分有限，（切换工作表到“一班”）比如我们想统计出一班在这次考试中成绩不超过30分的人数，运用上节我们所学的公式知识就很难完成。为此，Excel又提供了大量的函数，极大地丰富、提高了公式的作用，使解决复杂问题简单化。这节课我们学习函数的有关知识。

（切换工作表到“函数”）

设计意图：小学生的年龄特点决定着他们不能很快理解“函数”这一复杂的知识结构。特别是主要靠模仿学习为主的模式决定了学生自主学习能力很差。所以安排上节课回顾表达式功能的函数，激起同学们的兴趣，并且让他们在心理上有种自得的意味。然后由浅入深，引入函数教学，自然水到渠成了。

二、教学内容 1．函数的基本概念

函数是一些预定义了的计算关系，可将参数按特定的顺序或结构进行计算。

在公式中计算关系是我们自己定义的，而函数给我们提供了大量的已定义好的计算关系，我们只需要根据不同的处理目的去选择、提供参数去

共 5 页 第 ２ 页套用就可以了。我们先来分析一下函数：

一个完整的函数包括函数名和参数两部分，例如COUNTIF(D2:D62,“<=30”)。

函数名表示函数的计算关系，例如COUNTIF表示统计符合条件的单元格的数目；参数是在函数中参于计算的数值。（例子中为统计区域和统计条件）。参数被小括号包围，可以是常量、公式或其它函数。

设计意图：既然小学生的年龄特点决定着他们不能很快理解“函数”这一复杂的知识结构。就安排了函数的基本概念的阐述的过程。虽然对于我们来说这个概念靠文字的理解就能够明白，可小学生他们的知识量有限，文字的理解能力也很差，所以要求我们用最简洁、最直白的表诉方式来跟他们讲。“只需要根据不同的处理目的去选择、提供参数去套用就可以了。”这一句话就说明了，学生只需应用理解“用函数”而并不用理解所有的“函数”。

（切换工作表到“一班”）下面我们来具体地使用函数

2．函数的输入（图另附）

函数的输入与一般的公式没有什么不同，用户可以直接在“=” 后键入函数及其参数。例如我们选定一个单元格后，直接键入“= COUNTIF(D2:D62,“<=30”)”就可以在该单元格中创建一个统计函数，统计出该班成绩不大于30分同学的数目。

（参数的格式要严格；符号要用英文符号，以避免出错。）

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有的同学开始瞪眼睛了，不大好用吧？

因为这种方法要求我们对函数的使用比较熟悉，如果我们对需要使用的函数名称、参数格式等不是非常有把握，则建议使用“插入函数”对话框来输入函数。

用相同任务演示操作过程。（搜索“按条件统计”）

在此过程中注意演示使用 “搜索函数”、对话窗口中的提示、“有关该函数的帮助”及“折叠对话框按钮”的使用，并复习使用“公式的填充”。

（切换工作表到“输入函数”）教师作总结。

设计意图：虽然教师倾向于插入函数的方法来处理函数，但是为了让学生有个理性的认识：函数都是人为输入的，这样同学们就明白了只要了解了函数的意义，无论什么方法都能使用函数完成要求。

为进一步提高大家的运用能力，我们再来看一个复杂一点的例子。

（切换工作表到“一班

（二）”）

3．举例分析

在这个工作表中，自动分班处理的原理是这样的：成绩50分以上的同学自动分到“研究”班中，成绩30分以下的同学自动分到“基础”班中，其他同学在此列中不作处理，留到“调整”列中根据“志愿”人工处理。（搜索“按条件处理”）

引导同学分析“2002级分班”工作薄中自动“分班”的处理操作，讲解、演示这个函数的输入过程。

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设计意图：举例分析理论联系实际。

希望同学们仔细分析，认真总结，下面我们来看课堂练习。

（切换工作表到“练习”）分为基本任务和研究任务两部分。

分别切换到工作表“一班

（二）”和“一班

（三）”

设计意图：理论联系实际，由教师讲解示范到学生理解掌握并应用到实际，这是每一堂课老师的目标和任务，也是学生内化的过程。

三、课堂练习

1．基本任务：应用本节知识，在“一班（2）”工作表中完成自动分班的处理及统计小表的统计处理。

2．研究任务：协作学习，研究在“一班（3）”工作表中用函数完成按“成绩”求出全班同学的“名次”。

（提醒：难点在区域的引用方式上）

四、辅导、总结

可能存在问题：在输入函数过程中使用了中文标点引号。

表扬练习完成比较好的同学，强调鼓励大家探究学习的精神；并点评同学们在练习过程中出现的共性问题，巩固对重、难点的掌握；要求没能完成研究任务的同学（大部分是填充公式时引用区域没有使用绝对引用）自己学习Excel中有关区域引用的知识。

本文获2004年江苏省教育学会优秀教案评比三等奖

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第二篇：Excel中函数的使用解读

Excel中函数的使用

信息组

审稿人：王成玉

一、教学目标：

1、知识目标：掌握常用函数（求和、平均数）的使用。

2、情感目标：培养学生观察、对比、分析、综合的能力和认真、细致的学习态度。

3、能力目标：培养学生自主探究精神，实现自我学习、协作学习的能力，能灵活运用所掌握的信息技术知识来解决实际问题。

二、教学重点、难点

1、教学重点：使用常用函数解决问题的步骤

2、教学难点：在使用函数的过程中区域的选择

三、教学准备：幻灯片，Excel学生用的素材

四、教学地点：机房

五、教学课时：1课时

六、教学方法：情景引入、任务驱动、演示、讲授

七、教学过程：

1、新课引入：

同学们，在前面的课程中我们学会了用公式解决问题。如：计算单元格A1：A10的和。

方法是：选中存放结果的单元格A11，输入公式的语法“=A1+A2+A3+A4+A5+A6+A7+A8+A9+A10”后回车得出结果。这样计算有什么优点和缺点？

优点：直接，一目了然。

缺点：烦琐，输入的单元格，运算符太多，容易出错。这节课我们就来学习下既简单又快捷准确的方法解决问题

2、新课：

求和函数的使用

使用求和函数计算1到10的和

准备：在A1：A10中使用填充柄,填充1到10十位数 操作步骤：

（1）选中结果单元格A11（2）单击“插入”菜单“函数”选项（同工具栏中fx按纽的使用）（3）在“函数”窗口中选择“常用函数”中的“SUM”函数

（4）在弹出的“函数参数”选择数据区域：

选择数据区域方法两种：

直接用键盘输入A1：A10；

单击右边红色箭头折叠按钮，用鼠标拖动选取区域A1：A10。

（注意：一般有默认数据区域，如果数据区域正确则不需要修改或选取区域）（5）确定后既可看见结果“55”

用鼠标单击A11在编辑栏里会显示函数语法：

SUM（A1：A10）

双击则会在单元格和编辑栏同时显示：SUM（A1：A10）

练习一：计算数据表中所有同学总分成绩

方法步骤同上（注意问题：不需要一个同学算一次，在计算完第一位同学的成绩后用填充柄的功能，计算出其他同学的总成绩。检验的方法：只需要在相应的单元格中观看公式是否正确即可，如验算王卓然同学的总成绩，在单元格G13中单击，语法为SUM（C13：F13）则结果是正确的）

平均数函数的使用 计算1到10的平均数

准备：在A1：A10中使用填充柄,填充1到10十位数 操作步骤：

（1）选中结果单元格A11（2）单击“插入”菜单“函数”选项

（3）在“函数”窗口中选择“常用函数”中的“AVERAGE”函数

（4）在弹出的“函数参数”选择数据区域：

选择数据区域方法同求和函数

（5）确定后既可看见结果“5.5”

练习二，计算数据表中每位同学的平均成绩

（注意：平均成绩不包括总成绩，在计算第一位同学的平均成绩时，默认数据区域C2：G2需修改为C2：F2）

八、教学总结

下节课将跟同学们介绍到最大值函数，最小值函数，计数条件函数等等，使用函数的方法和步骤大体差不多，现将求和函数与平均数函数使用步骤归纳总结如下：

第一步，选择存放结果的单元格 第二步，选择插入菜单中的函数 第三步，选择函数的类别 第四步，选择数据区域 第五步，得出结果

使用函数相对公式来说，更简洁，准确。但是并不是所有的问题都能够用函数来解决，函数只能解决运算相对简单的问题，如计算（X+5）/4的值，X是从1到20的变量。这样的问题还是要依助于公式来解决。

九、教学反思

函数在Excel中占有相当高的地位，是每年会考中必考的题型，学生较容易犯错误的地方为：在以前学习WORD和POWERPOINT中留下的思维定式，总是选择对象不选择存放结果的单元格；在选择数据区域时也容易误选多选漏选；使用填充柄不是很熟练。针对这些问题应该多做题目，反复练习，加强巩固知识。

第三篇：函数概念教学学习体会解读

函数概念教学学习体会

义务教育阶段的数学课程将致力于使学生获得适应未来社会生活和进一步发展所必需的重要数学事实（包括数学知识、数学活动经验），以及基本的数学思想方法和必要的应用技能。函数是中学数学的核心内容，以函数思想来贯穿中学数学内容更有利于提高数学教学质量。在培养学生的创新精神和应用数学知识解决实际问题的过程中，函数思想方法具有其它思想方法所不及的指导作用。

通过学习我了解了函数形成的简要历史：

1、函数是从研究各种运动问题中产生的。

2、函数概念经历了这样几个阶段：①把研究的曲线当作函数；②把由一个变量和一些常量以任何方式形成的解析表达式作为函数；③用对应关系定义的函数；④用集合定义的函数。实际上函数概念到此还没有终结，还在发展。分析函数概念的形成历史，我们可以看出几点：

1、函数概念的形成是由研究静止现象到研究运动、变化现象的结果；

2、函数概念的形成是人类活动不断深化的结果，是人类思维能力和认识能力提高的结果。基于函数形成的历史，使我们认识到要使学生形成清晰的函数概念，必须使学生经历由常量数学到变量数学的转变，而要使学生实现这种观念上的质的飞跃，必定要经历一个困难的过程。困难主要表现在：①长时间处理常量数学问题使学生形成了静止、孤立、片面看问题的固定思维方式；②思维能力水平的制约。初中学生的整体思维能力还不高，一方面，初中学生的思维从预初到初三由借助于具体形象，具体的事例进行思维活动向抽象思维发展；另一方面，在学生学习了推理后，学生的思维由杂乱向有序发展，随着概念的不断丰富，推理能力的不断提高，学生逐步形成了逻辑思维能力，但要使学生理解函数概念，只是具备这些条件是不行的，学生还必须具有辨证思维的能力。函数概念由模糊到清晰经历了近300年就说明了困难的程度。我们都知道，观念上的转变是非常困难的，所以要使学生实现观念上的转变，首要的任务是使学生接触运动现象，认识运动现象，思考运动现象，这样才能使学生认识变量的存在，然后逐步使学生理解变量的意义，实现由常量到变量的转变。然后使学生认识到运动变化过程中确实存在相互联系的量，实现由习惯于处理静止现象到处理运动现象的过渡，促进学生运动观的形成，这样才有可能使学生理解函数的意义；另外，还必须切实提高学生的思维水平。

教材在处理函数概念时，把函数概念分为两个阶段：初中阶段和高中阶段。对初中学生来说，只要使初中学生认识到：（1）问题中所研究的两个变量是相互联系的。（2）其中一个变量变化时，另一个变量也随着发生变化。（3）两个变量之间有确定的依赖关系。初中阶段主要使学生能处理能用解析式表达的函数，要使学生掌握几类简单的函数：一次函数、反比例函数、简单的二次函数，理解他们的定义，知道它们的图象和性质，会用它们的图形和性质解答一些生活和其他学科中的简单问题。基于以上分析，作为一名初中教师，在实施函数教学时，要把握好初中函数教学的度，要根据初中学生的思维特点和知识结构进行教学过程设计。

一、函数概念是学生难学的内容之一，那么怎样才能让学生掌握这一重要概念呢？我认为，可按“早、实、清”3个字进行导学。

所谓“早”，是指在起始阶段的教学中，抓住相关内容及早向学生渗透函数的思想方法。我们知道，函数在本质上反映了2个集合中元素之间的一种对应关系。在初中起始阶段的教学内容中，2个变量之间对应关系的例子是相当多的。我们在教这些内容时，可以很容易地向学生们渗透函数的思想方法，在学生的知识结构中产生朦胧的变化意识。例如，对字母表示数的认识，是学生体验、认识变量的开端，在这段内容的教学中教师要促使学生感受到变量的意义，体验变量的概念。在代数式的值的教学中再强化变量的意义，再让学生通过代数式的值与代数式中字母取值的之间的相互依赖关系，感受到变量之间的相互联系。再在方程特别是二元一次方程的学生中，进一步促进学生认识两个量之间是相互关联的，体会到两个变量之间的相互依存关系。在几何教学中，函数关系的例子也非常多，像中点的定义、角的平分线的定义就揭示两个量之间的关系；还有两个角互余、互补，揭示的都是两个变量之间的关系。如果教师能注意在学习与函数有关的知识时，经常地向学生渗透“对应”的观点，那么到学习函数概念时，学生就不会感到生疏和突然，他们就能顺利地接受函数概念，并把函数知识尽快地内化到自己已有的知识结构中去。

所谓“实”，是指由实例引入函数概念。由实例引入概念，反映了概念的物质性和现实性，符合学生的认识规律，给学生留下的印象比较深刻和长久。这样教学，学生能够认识到函数概念是从客观现实中抽象出来的，有利于学生更好地理解函数概念。在学习函数概念时，可用概念形成的方式，按以下的步骤进行：第一，让学生分别指出下列例子中的变量以及变量之间关系的表达方式，概括出它们的共同属性：（1）匀速运动中的路程和时间的关系；（2）圆的面积和半径之间的关系；（3）n边形的“内角和”与边数间的对应关系；（4）用表格给出某水库的储水量Q与水深h之间的对应关系；（5）某一天的气温随时间变化的规律图。

第二，引导学生对以上实例进行分析、比较、从诸多的属性中找出它们的共同属性：（1）在某一特定的变化过程中都有2个变量（变量A和变量B）；（2）变量A可在某一允许范围内取值；（3）对于该范围内变量A和变量B之间有确定的依赖关系。第三，在得出这些变化过程中的基本属性之后，可以及时地给出函数定义。第四，为了加深学生对函数概念的理解，进一步明确概念的内涵与外延，可让学生做一些辨别练习，以使学生在“积极避免概念混淆中突出概念的形象”，使函数概念的形象更加清晰明确。第五，通过例题、练习等形式，对函数概念形成一个完整的认识，至此，函数概念已在学生已有的概念系统中占有一席之地，已基本完成了概念的形成过程。

所谓“清”，是指一定要向学生讲清函数定义的“语言框架”。有人形象地把整个数学知识比作一张“渔网”，那么函数定义就是一个非常重要的“网结”。函数是我们在初中遇到的第一个用“数学关系概念定义法”给出的概念。揭示它的本质（对应关系）的叙述方式与先前所学的诸多数学概念的叙述方式是不一样的，让学生有一种“咬嘴的”的感觉，所以，我们一定要向学生讲清楚函数定义的语言叙述特点，讲清楚“…某一过程2个变量，一个变量…取值范围，另一个变量…确定的依赖关系”的意义。

二、函数教学要掌握火候，逐步渐进

学习函数的方法与以前学习代数和几何的方法有着明显的不同。如函数的表达方式就是多样化的，有列表法，图像法，解析式法等，学生在一开始会不适应，所以在教学时要使学生逐渐适应这种多样化，使学生逐渐认识到这些方法的作用。数形结合法是学习函数的重要方法，这和前面的代数方法和几何方法明显不同，对这种方法的适应需要一定的时间，因为学生对一个式子和一个几何图形之间的对应还不适应，在教学时要使学生逐渐认识到一个解析式和一个图形之间的关系，在一次函数、反比例函数、二次函数的学习过程中使学生认识到具体的对应关系，通过这几类特殊的函数的学习使学生不断认识到图像的作用，从而逐渐适应这种方法，体会到这种方法的优点：解析式准确简洁，图像形象直观，通过数形结合法使学生认识到代数方法和几何的方法各自的作用及相互结合的优点。

总之函数概念的学习既要有观念上的转变，又要具备更强的抽象思维能力，提高学生的抽象思维能力和学生的认识能力是使学生形成函数思想的基础，所以教师在代数和几何教学过程中要切实把提高学生的思维能力和认识能力作为一项重要任务，把知识传授和思维能力培养有机结合起来，既促进学生形成知识结构，又使学生形成相应的能力结构，实现观念的转变。这就要求教师要从整体上把握教材，有一个整体教学计划，使教学活动成为一个有机整体，这样才能在教学活动中真正有效的提高学生的素质。

位育初级

瞿军

第四篇：函数奇偶性教学设计解读

《函数的奇偶性》教学设计 数学组:焦国华

一、教材分析 1.教材的地位和作用

内容选自人教版《高中课程标准试验教科书》A版必修1第一章第三节;函数是中学数学的重点和难点,函数的思想贯穿于整个高中数学之中。研究函数的奇偶性是研究函数的一个重要策略,因此成为函数的重要性质之一,它的研究为后面学习幂函数,三角函数的性质等后续内容的深入起着铺垫的作用;奇偶性的教学无论是在知识还是在能力方面对学生的教育起着非常重要的作用,因此本节课充满着数学方法论的渗透教育,同时又是数学美的集中体现。

2.学情分析

已经学习了函数的单调性,对于研究函数性质的方法已经有了一定的了解。尽管他们尚不知函数奇偶性,但学生在初中已经学习过图形的轴对称与中心对称,对图像的特殊对称性早已有一定的感性认识;在研究函数的单调性方面,学生懂得了由形象到具体,然后再由具体到一般的科学处理方法,具备一定数学研究方法的感性认识;高一学生具备一定的观察能力,但观察的深刻性及稳定性也都还有待于提高。二.教学目标 知识与技能: 1.从数与形两个方面进行引导,使学生深刻理解函数奇偶性的概念。2.能利用定义判断函数的奇偶性。

过程与方法;通过函数奇偶性概念的形成过程,培养学生观察、归纳、抽象的能力,渗透数形结合的数学思想。

情感态度与价值观: 1.对数学研究的科学方法有进一步的感受;2.体验数学研究严谨性,感受数学对称美。三.教学重点和难点

教学重点:函数的奇偶性概念的形成及函数奇偶性的判断。教学难点:函数奇偶性概念的探究与理解。教法、学法

教法:借助多媒体以引导发现法为主,直观演示法、设疑诱导法为辅的教学模式。

学法:根据自主性和差异性原则,以促进学生发展为出发点,着眼于知识的形成和发展,着眼于学生的学习体验。

过程分析

(一情景导航、引入新课 问题提出: 我们从函数图像的升降变化引发了函数的单调性,从函数图像的最高点最低点引发了函数的最值,如果从函数图像的对称性出发又能得到函数的什么性质?(二构建概念,突破难点

考察下列两个函数: 2(1(x x f-=x x f=(2(思考1:这两个函数的图像有何共同特征? 思考2:对于上述两个函数,1(f与1(-f , 2(f与2(-f，(a f与(a f-有 什么关系? 思考3:一般地,若函数(x f y= 的图像关于y轴对称,则(x f 与(x f-有

什么关系?反之成立吗?思考4:怎样定义偶函数? 思考5:函数([]2,1 ,2-

∈ =x x x f是偶函数吗?偶函数的定义域有何特征?(三合作探究,类比发现

仿照讨论偶函数的过程,回答下列问题: 共同完成探究(x x f=(x x f 1 = 思考1:这两个函数的图像有何共同特征? 思考2:对于上述两个函数,1(f与1(-f , 2(f与2(-f,(a f与(a f-有 什么关系? 思考3:一般地,若函数(x f y= 的图像关于原点轴对称,则(x f 与(x f-有什么关系?反之成立吗?

思考4:怎样定义奇函数? 思考5:函数([]2,1,-∈=x x x f 是奇函数吗?奇函数的定义域有何特征?(四 强化定义,深化内涵 对奇函数,偶函数定义的说明: 1.函数具有奇偶性的一个必不可少的条件是什么? 练习1:奇函数定义域为[a,a+3],则a=______.2.有没有既是奇函数又是偶函数的函数? 3.有没有既不是奇函数也不是偶函数的函数? 总结:根据奇偶性,函数可划分为:奇函数,偶函数,既奇又偶函数,非奇非偶函数。4.函数的奇偶性与函数的单调性有何不同? 5.奇函数和偶函数的图像有哪些性质?(五 讲练结合,巩固新知

例1:利用定义判断下列函数的奇偶性 x x x f 2(1(3-= 2 432(2(x x x f += x x x f-+-=11(3(R x x f ∈=,2(4(小结:用定义判断函数奇偶性的步骤 练习2:用定义判断下列函数的奇偶性((111-++=x x x f((x x x f 12+=

((2 13x x x f += []3,2,(4(2-∈=x x x f(六 拓展迁移,能力提高 例2.利用定义判断下列函数的奇偶性 221(1(2-+-=x x x f 0,1(0,1({(1(<->+=x x x x x x x f(七 课时小结,知识建构 1.偶函数和奇函数的定义: 2.函数奇偶性的判定:(八 布置作业,回归拓展 练习册P63 板书设计

1.3.2 函数的奇偶性

一奇偶函数的定义二函数奇偶性的判断三奇偶函数的性质四例题讲解

第五篇：功函数总结解读

功函数:是体现电子传输能力的一个重要物理量,电子在深度为χ的势阱内,要使费米面上的电子逃离金属,至少使之获得W=X-E F的能量,W称为脱出功又称为功函数;脱出功越小,电子脱离金属越容易。另外,半导体的费米能级随掺杂和温度而改变,因此,半导体的功函数不是常数。

功函测量方法:光电子发射阈值法、开尔文探针法和热阴极发射阻挡电势法、热电子发射法、场发射法、光电子发射法以及电子束(或离子束减速电势(retarding potential法、扫描低能电子探针法等。

紫外光电谱(UPS测量功函数 1.测量所需仪器和条件

仪器:ESCALAB250多功能表面分析系统。

技术参数:基本真空为3×10-8Pa, UPS谱测量用Hel(21.22eV,样品加-3.5 V偏压;另外,测量前样品经Ar+离子溅射清洗, Ar+离子能量为2keV,束流密度为0.5μA/mm2。运用此方法一般除ITO靶材外, 其它样品都是纯金属标样。

2.原理

功函数:φ=hv+ E Cutoff-E Fermi 3.测量误差标定 E Fermi标定:费米边微分

E Cutoff标定:一是取截止边的中点, 另一种是由截止边拟合的直线与基线的交点。

4.注意事项

测试样品与样品托(接地要接触良好,特别是所测试样的表面与样品托之间不能存在电阻。

用Fowler-Nordheim(F-N公式测定ITO功函数 1.器件制备

双边注入型单载流子器件ITO/TPD(NPB/Cu 原料:较高迁移率的空穴传输材料TPD和NPB作有机层,功函数较高且比较稳定的Cu作电极,形成了双边空穴注入的器件。

制备过程:IT0玻璃衬底经有机溶剂和去离子水超声清洗并烘干后,立即置于钟罩内抽真空,在1×10-3 Pa的真空下依次蒸镀有机层(TPD或NPB和金属电极Cu。

2.功函测量方法

运用Fowle~Nordheim(F-N公式变换,消除了载流子有效质量和器件厚度因素的影响,提高了测量的精度,可以简单准确地测定了ITO的功函数。

其中TPD和NPB的电离势IP值分别为5.37eV、5.46 eV。

α:ln(J/V2-1/V的关系图,然后用直线模拟出了高场下的线性关系,α代表直线的斜率。

3.ITO功函测量值

测得值分别为4.85 eV、4.88 eV;ITO薄膜表面功函数一般是4.5eV左右,如果功函数提高到5.0eV或者更大,那么可进一步提高空穴的注入率。

新型功函数测量系统 1.1测量方法 采用接触势差法 1.2系统组成及原理

系统组成:信号发生单元、振动单元和检测单元组成。

工作原理:信号发生单元输出低频正弦信号使参比电极振动, 调节振动单元偏压使检测单元输出信号为零, 通过计算加载偏压和标准参比电极的偏差可得样品功函数值。

1.3功函计算

样品与参比电极通过导线连接相接触,两者的费米能级不同, 因此样品与参比电极间将会存在势差CPD。

CPD=(φc-φs/e

样品与参比电极之间距离为d0,音频震荡线圈使参比电极发生微小振动,两者之间距离为: D(t = d0+d1sin(wt 构成的电容发生变化:

振荡信号I(t:

其中U=V-CPD,而且U不是时间的函数,调节加载偏压V使振荡信号为零时,即i(t=0时,得到如下:

可得样品的功函φs。超高真空下电子束阻挡势技术 2.1主要目的

主要用作测量固体表面的功函的联系变化,一般用作功函数的相对测量;但是当用一个功函数稳定且已知的标准品作为参考,也可以测量样品的绝对功函。

2.2原理

在样品与电子枪的直热式阴极之间加一电压U R,组成一个热电子发射二机管。当U R为负值(样品相对于阴极为负, 使样品和直热式阴极之间的空间中存在一减速场(又称阻挡势,并如果我们假定阴极发射出的电子初速度均为零, 则阻挡势垒的作用使电子不能到达样品,此时二极管的电流为零。只有当U R达到如下条件: eU R ≥φs-φc⑴

其中φs、φc分别为样品和阴极的功函数。样品上可以收集到阴极的热电子发射电流, 得到相应的的二极管伏一安特性图。考虑阴极发射热电子的初速度分布, 伏一安特性图中电流从零到饱和之间有一个电流逐渐上升的过渡区域, 通常是以该段曲线的拐点所对应的U作为满足⑴功函数的实验量度。

2.3接触电势差

如果样品的功函数变化了Δφs,阴极则由于处在高温, 气体分子在其表面的吸附几乎可以忽略, 故其功函数在测量过程中可以认为是不变的, 于是二极管I-U R曲线的拐点位置将从原来的(φs-φc/e已移到(φs+Δφs-φc/e, 如上图所示, 即拐点移动的电位变化相应于样品的功函数变化。

I-U R曲线的拐点容易引入误差,特别是电流上升较慢时,一般采用伏安特性曲线的一次微商的峰点和二次微商的零点确定接触电势差,此时结果比较准确。

2.4绝对功函测量

用一个功函数稳定且已知的标准品作为参考,即可测量样品的绝对功函。半导体材料功函数 3.1功函数影响机理

功函数的大小表示电子逸出半导体需要能量的最小值,也反映对电子束缚能力的强弱;其通过影响光电子器件载流子注入,从而影响器件的性能;对于N型半导体器件,选择功函数小的金属,对于P型半导体,选择功函数大的金属,这样能够降低金属和半导体界面的肖特基势垒高度,有利于载流子的注入。

3.2外加电场对功函的影响

在受外电场作用时,由于能带在表面发生弯曲,电子势能发生变化,从而影响半导体的功函数;当外加电场是背向半导体表面时,表面势Vs<0,表面能带向上弯曲,形成电子势垒,电子从体内逸出体外,需要提高势能,而使功函数增加;如果外加电场是指向半导体表面,表面势Vs>0,则半导体的功函数减少,ΔW =-qVs,当Vs<0时,ΔW>0,表现为增加;当Vs>0时,ΔW<0,表现为减少。

3.3功函数的测定方法

功函数测量主要有光电子发射阈值法、开尔文探针法和热阴极发射阻挡电势法等。功函数测量主要是采用紫外光电子能谱(UPS法和开尔文(Kelvin探针方法。另外,两种方法都是在真空中测量功函数,对环境的要求较严格。

UPS法可以测量局部的功函数,即功函数的区域分布情况,用UPS在超高真空条件下测量功函数,没有外界环境干扰,表面状态非常稳定,得到的测量值比较可靠,特别是离子溅射清洗后,没有表面吸附,测得的是样品的真实功函数。

开尔文探针法已经有定型的测量仪器,可在超高真空中不同温度下测量,其优点是准确度较高,缺点是相对测量,准确度取决于参考电极。

Kelvin探针原理上与UPS不同,所以通常情况下测出的结果比UPS测量的结果稍高。

一种新的功函数的测量法 4.1方法

利用二次电子低能峰上升沿和功函数有关原理来测量功函数;测量所用设备为俄歇能谱仪,特别是具有电子束扫描功能时,还能具有一定的空间分辨率。

4.2原理

当样品表面受到入射电子轰击时,样品上将产生二次电子,图中表示出了二次电子分别在样品空间(左边部分和分析器空间(右边部分的动能分布曲线;Va为样品和分析器之间加的直流电位,又称为样品偏压。实验中测到的二次电子能量分布曲线为电子在分析器空间的

动能分布,图中右边曲线所示,该曲线和能量轴的交点为具有E0动能的电子是那种电子, 它们具有的能量正好能克服数值为φs的样品表面势垒,在样品空间,它们的动能为零。

4.3功函数测定方法

当由于某种原因导致样品的功函数发生变化时,如φs变小则二次电子的功能分布曲线如虚线所示,其移动量刚好和功函数的改变量相等。此时可从分析器测得的上升沿位移得到知样品功函数的变化,对比已知功函数的样品和待测功函数样品的上升沿的差别,即可获得待测样品的功函。

光电子能谱方法测量固体的功函数

5.1光电子能谱(ESCA法的优点

对于待测状态的样品,样品表面的组成情况可以通过ESCA方法进行检测,一般情况下,即使表面有0.01单层的沾污物,也可通过ESCA检测出来;在对功函数的测量中,样品表面的组成可以通过ESCA方法来精确监控,这样可以得到样品在具体表面状况下的功函数的精确值。

5.2功函数的测量原理

测量样品功函数时,样品和谱仪同时接地,此时它们的费米能级在同一水平上,如果样品的功函数大于电子能量分析器材料的功函数,则二次电子分布曲线的起始点所对应的能量值,就等于样品真空能级与分析器材料的真空能级之间的能量差,也等于它们之间的功函差;另外,分析器件材料的功函数可以通过标准谱线精确测量,通过相应的计算即可得到样品的功函数。

5.3功函数的测定

在实际功函数的测定中,为了抑制样品室中其它杂散电子的干扰,提高样品表面发射的二次电子的探测效率,通常在样品表面加载负偏置电压,下图为加负偏置电压后样品和谱仪分析器的能级位置。

根据以下公式： 上式中V为所加的偏置电压，φs和φsp分别为样品和谱仪分析材料的功函数，E k 为光电子在 样品室的动能，E k 为光电子进入分析器以后的动能，而谱仪测量的二次电子的起始点 E k 为 零，可得到如下结论： ' ' 其中V数值电压表读数，φsp由标准谱线定出，测出 E k 即可得到样品的功函数。功函数测量仪器 1.开尔文探针扫描系统 开尔文探针系统(Kelvin Probe 原产国：英国 开尔文探针(Kelvin Probe是一种非接触无损震荡电容装置，用于测量导体材料的功函数(Work Function或半导体、绝缘表面的表面势(Surface Potential。材料表面的功函数通常由

最上层的 1-3 层原子或分子决定，所以开尔文探针是一种最灵敏的表面分析技术。开尔文探针系统包括： 单点开尔文探针(大气环境及气氛控制环境；扫描开尔

文探针(大 气环境及气氛控制环境； 超高真空(UHV开尔文探针； 湿度控制的腐蚀开尔文探针。ASKP 系统是一款高端扫描开尔文探针系统，它是在 SKP 基础之上包括了彩色相机/TFT 显示器、2 毫米和 50 微米探针、外部数字示波镜等配置。2.表面功函数测试仪 公司：彩融上海特种光源 表面功函数测试仪主要用于测量 ITO 玻璃等半导体材料的表面功函数；主要有样 品测试台、功函数测试仪主机、示波器三部分组成。