El nivel de vacío denota el umbral de energía necesario para que un electrón escape de la superficie de un material. Por lo general, se coloca encima de la banda de conducción de un semiconductor y actúa como punto de referencia para comparar las energías de los electrones dentro de varios materiales.

La afinidad electrónica en los semiconductores se refiere a la brecha de energía entre el mínimo de su banda de conducción y el nivel de vacío y es un parámetro crítico para determinar con qué facilidad un semiconductor puede aceptar electrones adicionales.

La función de trabajo representa la menor cantidad de energía necesaria para mover un electrón desde el nivel de Fermi, que es el nivel de energía en el que un electrón tiene un 50% de posibilidades de estar presente, hasta el nivel de vacío. Este valor varía según los materiales, y los metales suelen mostrar funciones de trabajo elevadas que oscilan entre 2 y 5 eV, atribuidas a sus niveles de Fermi densamente poblados.

Los semiconductores, por otro lado, muestran funciones de trabajo dinámicas debido a la naturaleza variable de sus niveles de Fermi influenciados por factores como el dopaje y los cambios de temperatura.

Cuando un metal y un semiconductor entran en contacto, buscan el equilibrio, lo que genera un nivel de vacío uniforme en toda la unión mediante la transferencia de carga, que continúa hasta que los niveles de Fermi de ambos materiales se alinean. Esto desencadena la flexión de la banda de energía dentro del semiconductor, lo que lleva a la creación de una barrera de Schottky, una barrera de energía potencial para los electrones que se mueven a través de la unión metal-semiconductor.

La altura de la barrera Schottky gobierna la conductividad de la unión y está determinada por la relación entre la función de trabajo del metal y la afinidad electrónica del semiconductor.