고체 상태 물리 터널 효과. 양자 터널링. 다른 사전에 "터널 효과"가 무엇인지 확인하십시오.

터널 효과

(터널링), 마이크로 입자가 완전한 경우 (T. e. 대부분의 경우변경되지 않음) 장벽의 높이보다 작습니다. T.e.는 본질적으로 양자 현상입니다. 클래식에서는 불가능한 자연. 역학; T. e의 유사체 파도에. 광학은 기하학의 관점에서 볼 때 조건에서 반사 매체 내부의 빛의 침투 역할을 할 수 있습니다(빛의 파장 정도의 거리에서). 광학이 진행됩니다. 티.이. 의 기초에 놓여있다 의 중요한 프로세스. 그리고 부두. 물리학에서 물리학에서. 핵, TV 몸 등

티.이. (QUANTUM MECHANICS 참조)에 기초하여 해석됩니다. 권위 있는 h-tsa는 전위 안에 있을 수 없습니다. 높이 장벽 V, 에너지면? 운동량 p - 허수 값(m - h-tsy). 그러나 미세 입자의 경우 이러한 결론은 불공정합니다. 불확실성 관계로 인해 공간에 p-tsy가 고정되어 있기 때문입니다. 장벽 내부의 영역은 모멘텀을 불확실하게 만듭니다. 따라서 고전적인 관점에서 금지된 내부의 미세입자를 검출할 확률은 0이 아닌 것이다. 지역 역학. 따라서 정의가 나타납니다. 포텐셜을 통과할 확률. T. e.에 해당하는 장벽. 이 확률이 클수록 p-tsy의 질량이 작을수록 효능이 더 좁아집니다. 장벽의 높이에 도달하는 데 더 적은 에너지가 필요합니다(차이 V-δ가 작음). 장벽 통과 확률 - ch. 피지컬을 결정짓는 요소 특성 T. e. 1차원 포텐셜의 경우 그러한 문자는 계수입니다. 장벽의 투명도는 장벽을 통과하는 입자의 흐름과 장벽에 떨어지는 흐름의 비율과 같습니다. pr-va의 닫힌 영역을 아래쪽으로 묶는 3차원 장벽의 경우. 유력한. 에너지(포텐셜 홀), T. e. 이 영역의 h-tsy 출력의 확률 w로 특성화됩니다. 시각; w의 값은 냄비 내부의 발진 주파수 h-tsy의 곱과 같습니다. 장벽을 통과할 확률에 대한 구덩이. 원래 효력이 있는 wh-tsy 외부의 "누설" 가능성. 글쎄, 대응하는 p-z가 ћw 차수의 유한한 너비를 획득하고, 이것들 자체가 준 고정적이 된다는 사실로 이어진다.

T. e.의 표현의 예. 에. 물리학은 강한 전기에서 원자 역할을 할 수 있습니다. 및 강한 el.-mag 필드에서 원자의 이온화. 파도. 티.이. 방사성 핵의 알파 붕괴의 기초가 됩니다. T. e 없이 열핵 반응이 일어나는 것은 불가능합니다: 쿨롱 전위. 합성에 필요한 반응 핵의 수렴을 막는 장벽은 그러한 핵의 고속(고온)으로 인해 부분적으로, 그리고 부분적으로 TE로 인해 극복됩니다. 특히 T. e.의 징후의 예가 많습니다. TV 물리학에서. 본체: 전계 방출, 두 PP 경계의 접촉층 현상, 조셉슨 효과 등

물리적 인 백과사전. - M.: 소련 백과사전. . 1983 .

터널 효과

(터널링) - 고전에서 금지하는 모션 영역을 통한 시스템. 역학. 그러한 과정의 전형적인 예는 다음을 통한 입자의 통과입니다. 잠재적 장벽,그녀의 에너지가 장벽의 높이보다 낮습니다. 입자 운동량 아르 자형이 경우 관계에서 결정 어디 유(x)-유력한. 입자 에너지( 티 -질량)은 장벽 내부 영역, 즉 가상의 양일 것입니다. 에 양자 역학덕분에 불확실성 관계운동량과 좌표 하위 장벽 사이에 가능한 것으로 판명되었습니다. 이 영역에서 입자의 파동 함수는 기하급수적으로 감소합니다. 사례(참조 반고전적 근사) 장벽 아래에서 출구 지점의 진폭이 작습니다.

잠재력의 통과에 관한 문제 진술 중 하나. 장벽은 입자의 정상 흐름이 장벽에 떨어지는 경우에 해당하며 통과된 흐름의 값을 찾아야 합니다. 이러한 문제에 대해 계수가 도입됩니다. 장벽 투명도(터널 전이 계수) 디,과거의 강도와 사건 흐름의 비율과 같습니다. 시간의 가역성에서 계수는 다음과 같습니다. "정방향" 및 역방향 전환의 투명도는 동일합니다. 1차원의 경우 계수는 투명도는 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

통합은 고전적으로 접근할 수 없는 영역에서 수행되며, 엑스 1,2 - 조건에서 결정되는 전환점 고전의 한계에서 전환점. 역학에서는 입자의 운동량이 사라집니다. 코프. 디 0은 그 정의를 위해 양자 역학의 정확한 솔루션이 필요합니다. 작업.

준고전주의의 조건하에서

즉각적인 예외를 제외하고 장벽 전체에 걸쳐 전환점의 이웃 엑스 1,2 . 계수 디 0은 화합과 약간 다릅니다. 생물. 차이점 디예를 들어, potenc.unity에서 0이 될 수 있습니다. 장벽의 한쪽에서 에너지가 너무 가파르게 진행되어 반고전적입니다. 해당되지 않거나 에너지가 장벽 높이에 가까울 때(즉, 지수의 표현이 작은 경우). 직사각형 장벽 높이의 경우 유약 및 넓은 ㅏ계수 투명도는 f-loy에 의해 결정됩니다.
어디

장벽의 바닥은 제로 에너지에 해당합니다. 준고전에서 사례 디유니티에 비해 작다.

박사 장벽을 통한 입자의 통과 문제에 대한 설명은 다음과 같습니다. 처음에 입자를 보자. 시간의 순간은 소위에 가까운 상태에 있습니다. 뚫을 수 없는 장벽(예를 들어, 잠재적인 구멍방출된 입자의 에너지보다 큰 높이까지). 그러한 상태는 준 고정. 정지 상태와 유사하게 시간에 대한 입자의 파동 함수의 의존성은 이 경우 계수로 주어집니다. 여기서 복소수는 에너지로 나타납니다. 이자형, T. e.로 인해 단위 시간당 준 정지 상태의 붕괴 확률을 결정하는 허수 부분:

준고전에서 f-loy(3)에 주어진 확률인 근사값은 지수를 포함합니다. in-f-le(1)과 같은 유형의 인수. 구형 대칭 냄비의 경우. 장벽은 궤도에서 준 정지 상태가 붕괴될 확률입니다. 양자수 엘 f-loy에 의해 결정

여기 아르 자형 1,2는 방사형 전환점이며, 적분 함수는 0입니다. 요인 승 0예를 들어, 전위의 고전적으로 허용된 부분에서 모션의 특성에 따라 다릅니다. 그는 비례합니다. 고전 장벽 벽 사이의 입자 진동 주파수.

티.이. 무거운 핵의 붕괴 메커니즘을 이해할 수 있습니다. -입자와 딸핵 사이에 정전기가 작용합니다. f-loy에 의해 결정되는 반발 크기 정도의 작은 거리에서 ㅏ핵은 eff. 부정적인 것으로 간주 될 수 있습니다. 결과적으로 확률 ㅏ- 붕괴는 관계에 의해 주어진다.

여기서 는 방출된 a-입자의 에너지입니다.

티.이. 수천만 및 수억 도의 온도에서 태양과 별에서 열핵 반응의 가능성을 결정합니다(참조. 별의 진화), 뿐만 아니라 열핵 폭발 또는 CTS의 형태로 지상 조건에서.

약한 투과성 장벽으로 분리된 두 개의 동일한 우물로 구성된 대칭 전위에서 T. e. 이산 에너지 준위의 약한 이중 분할(소위 역 분할, 아래 참조)로 이어지는 우물의 상태 간섭을 유발합니다. 분자 스펙트럼).공간에 주기적으로 존재하는 무한한 구멍 세트의 경우 각 레벨은 에너지 영역으로 바뀝니다. 이것은 좁은 전자 에너지를 형성하는 메커니즘입니다. 격자 부위에 전자가 강하게 결합하는 결정 영역.

반도체 결정에 전기를 가하면. 필드, 그러면 전자의 허용 에너지 영역이 공간에서 기울어집니다. 따라서 포스트 레벨 전자 에너지는 모든 밴드를 가로지릅니다. 이러한 조건에서 하나의 에너지에서 전자의 전이가 가능해집니다. T. e. 이 경우 고전적으로 접근할 수 없는 영역은 금지된 에너지 영역입니다. 이 현상을 제너 테스트. 준고전 여기서 근사치는 전기 강도의 작은 값에 해당합니다. 필드. 이 한도에서 제너 고장 확률이 주로 결정됩니다. 지수, 지수에서 컷은 큰 음수입니다. 금지된 에너지의 폭의 비율에 비례하는 값. 단위 셀 크기와 동일한 거리에서 인가된 장에서 전자가 얻은 에너지에 대한 밴드.

비슷한 효과가 나타납니다 터널 다이오드,반도체로 인해 구역이 기울어지는 곳 아르 자형-그리고 N- 접촉 경계의 양쪽에 입력하십시오. 터널링은 전하 캐리어가 통과하는 영역에 유한한 비어 있는 상태가 있기 때문에 수행됩니다.

덕분에 T. e. 전기 가능. 얇은 유전체로 분리된 두 금속 사이. 분할. 이들은 정상 및 초전도 상태 모두에 있을 수 있습니다. 후자의 경우 다음이 있을 수 있습니다. 조셉슨 효과.

티.이. 이러한 현상은 강한 전기에서 발생합니다. 필드, 원자의 자가 이온화(참조 필드 이온화)그리고 전계 방출금속에서. 두 경우 모두 전기 필드는 유한 투명도의 장벽을 형성합니다. 더 강한 전기 장, 장벽이 더 투명하고 금속으로부터의 전자 전류가 더 강합니다. 이 원칙을 바탕으로 주사 터널링 현미경 -연구 중인 표면의 여러 지점에서 터널 전류를 측정하고 불균일성의 특성에 대한 정보를 제공하는 장치.

티.이. 하나의 입자로 구성된 양자 시스템에서만 가능한 것이 아닙니다. 예를 들어, 결정에서 전위의 저온 운동은 많은 입자로 구성된 의 마지막 부분의 터널링과 관련될 수 있습니다. 이러한 문제에서 선형 전위는 처음에 축을 따라 놓여 있는 탄성 끈으로 나타낼 수 있습니다. ~에가능성의 극소값 중 하나에서 V(x, y).이 잠재력은 의존하지 않습니다 와이,축을 따른 릴리프 엑스는 로컬 최소값의 시퀀스이며, 각 최소값은 결정에 적용되는 기계적 양에 따라 다른 것보다 낮습니다. 전압. 이 응력의 작용하에 전위의 운동은 특정 값의 인접 최소값으로 터널링으로 감소됩니다. 탈구의 일부를 제거한 다음 나머지 부분을 잡아당깁니다. 같은 종류의 터널링 메커니즘이 움직임을 담당할 수 있습니다. 전하 밀도 파 Peierls 유전체(참조 Peierls 전환).

이러한 다차원 양자 시스템의 터널링 효과를 계산하려면 반고전적 방법을 사용하는 것이 편리합니다. 형태의 파동 함수 표현 어디 에스-고전 시스템. T. e를 위해 필수 허수부 에스,이는 고전적으로 접근할 수 없는 영역에서 파동 함수의 감쇠를 결정합니다. 그것을 계산하기 위해 복잡한 궤적의 방법이 사용됩니다.

잠재력을 뛰어넘는 양자 입자. 장벽, 온도 조절기에 연결될 수 있습니다. 클래식에서 역학에서 이것은 마찰이 있는 운동에 해당합니다. 따라서 터널링을 설명하려면 이라는 이론이 필요합니다. 소산 양자 역학. 이러한 종류의 고려 사항은 Josephson 접합의 현재 상태의 유한 수명을 설명하는 데 사용되어야 합니다. 이 경우 eff 터널링이 발생합니다. 장벽을 통해 양자 입자, 온도 조절기의 역할은 전자에 의해 수행됩니다.

문학.: Landau L. D., Lifshits E. M., Kvantovaya, 4판, M., 1989; Ziman, J., 이론의 원리 입체, 당. 영어, 2판, M., 1974; Baz A. I., Zeldovich Ya. B., Perelomov A.M., 산란, 비상대론적 양자 역학의 반응 및 붕괴, 2판, M., 1971; 고체의 터널링 현상, 트랜스. 영어, M., 1973; Likharev K.K., Josephson 접합의 역학 소개, 모스크바, 1985. B. I. Ivlev.

물리적 백과 사전. 5권으로. - M.: 소련 백과사전. 편집장 A. M. 프로호로프. 1988 .

다른 사전에 "TUNNEL EFFECT"가 무엇인지 확인하십시오.

현대 백과사전

에너지가 장벽의 높이보다 작은 미립자의 잠재적 장벽을 통한 통과; 양자 효과, 장벽 영역에서 입자의 운동량(및 에너지)의 확산으로 명확하게 설명됩니다(불확실성 원리 참조). 터널의 결과 . . . . . . . . . 큰 백과사전

터널 효과- 터널 효과(TUNNEL EFFECT), 에너지가 장벽의 높이보다 작은 미립자의 전위 장벽을 통과합니다. 양자 효과, 장벽 영역에서 입자의 운동량(및 에너지)의 확산으로 명확하게 설명됨(원리의 불확실성으로 인해) ... 일러스트 백과사전

터널 효과- — [Ya.N. Luginsky, MS Fezi Zhilinskaya, Yu.S. Kabirov. 전기 공학 및 전력 산업의 영어 러시아어 사전, 모스크바, 1999] 전기 공학의 주제, EN 터널 효과의 기본 개념 ... 기술 번역가 핸드북

터널 효과- (터널링) 전체 에너지가 장벽의 높이보다 작을 때 잠재적인 미세 입자를 극복하는 것으로 구성된 양자 역학 현상(참조). 티.이. 마이크로 입자의 파동 특성으로 인해 열핵의 진행에 영향을 미칩니다 ... ... 그레이트 폴리테크닉 백과사전

양자 역학 ... Wikipedia

에너지가 장벽의 높이보다 작은 미립자의 잠재적 장벽을 통한 통과; 양자 효과, 장벽 영역에서 입자의 운동량(및 에너지)의 확산으로 명확하게 설명됩니다(불확실성 원리 참조). 터널의 결과 . . . . . . . . . 백과사전

양자 터널링. 집에서 벽을 통과하려고 시도했을 가능성은 거의 없지만 그렇게 했다면 불가능하다고 확신할 것입니다. 그러나 양자 터널링과 유사한 특성과 과정을 나타내는 아원자 입자가 있습니다.

물리학 팀은 양자 터널링을 관찰하는 것이 가능하지만 더 큰 인간이 만든 물체를 관찰할 수 있다고 말합니다. 물론 이 이론은 다른 사람들의 눈에는 큰 문제에 부딪힐 것입니다.

터널 전이, 터널 효과 - 고전적인 에너지 상태(에너지 장벽)를 통과하는 양자 역학적 효과. 이 과정은 터널을 통과하는 것과 같기 때문에 터널링이라고 합니다. 고전 역학에는 유사점이 없습니다.

더 큰 물체에 대한 실험이 성공하면 오늘날 매우 인기 있는 양자 역학 및 이와 관련된 양자 시스템의 놀라운 발견으로 이어질 것입니다. 2010년에 물리학자 그룹은 미시적인 물체를 양자 역학을 통해서만 설명할 수 있는 상태로 만드는 실험을 시작했습니다. 양자 역학에서 주목할만한 규칙은 작은 물체가 에너지를 흡수할 수 있지만 제한된 양 또는 양자로만 가능하며 문자 그대로 동시에 두 장소에 있을 수 있다는 것입니다.

이러한 훌륭한 원리는 전자, 광자, 원자 및 분자에 대한 실험에서 완전히 입증되었습니다. 아이러니하게도 물리학자들은 기계 장치의 움직임에서 이처럼 이상한 양자 역학적 효과를 본 적이 없습니다. 이제 Andrew Cleland, John Martinis 및 산타 바바라 캘리포니아 대학의 다른 동료들은 양자 역학의 기본 규칙을 성공적으로 따르는 기계 장치로 프로젝트를 시작했습니다. 터널링 실험이 성공하면 훨씬 더 놀라운 발견이 될 것입니다.

터널링은 어떻게 작동합니까? 예를 들어 전자가 조약돌처럼 보이고 언덕으로 분리된 두 개의 홈 중 하나에 위치하여 전기장과 유사한 효과를 생성한다고 상상해 보십시오. 한 홈에서 다른 홈으로 필드를 건너려면 돌에 충분한 에너지가 있어야 합니다. 에너지가 거의 없다면 고전 물리학에서는 돌이 전혀 움직이지 않을 것이라고 말합니다.

그렇습니다. 그러나 최소한의 에너지를 가진 전자와 같은 미세한 입자는 그 고도를 통과할 수 있었습니다. 양자 역학은 이러한 입자를 길쭉한 파동으로 설명하며, 그 중 적어도 하나가 언덕의 "터널"을 통과하여 다른 쪽에서 구체화될 가능성이 있음이 밝혀졌습니다. 그러나 성공하더라도 전자는 홈 사이에서 너무 멀리 "이동"할 수 없습니다.

이러한 이론은 그럴듯해 보이지만 과학자와 엔지니어는 전자가 비전도성 물질 층에서 성공적으로 통과한 반도체를 사용한 양자 터널링을 명확하게 입증했습니다. 사실, 일부 유형의 자기 하드 드라이브는 데이터를 읽기 위해 터널링에 의존합니다. 그러나 육안으로 볼 수 있는 물체가 어떤 종류의 장벽도 통과할 수 있다는 것을 아직 증명한 사람은 없습니다.

핀란드 동료 그룹은 원자 1개 두께의 탄소로 이루어진 매우 강력하고 유연한 층인 그래핀으로 만든 잠수판처럼 보이는 작은 장치를 사용하여 이 과정을 복제하는 것이 가능하다고 말합니다. 그들은 작지만 금속 표면의 원자와 분자 자체보다 훨씬 큰 막에 매달려 있습니다. 이 실험의 발표자가 전압을 가하면 멤브레인은 두 가지 주요 위치를 갖게 됩니다. 하나는 중간에서 약간 부풀어 오르고 다른 하나는 금속 표면과 접촉할 만큼 충분히 구부러집니다.
이 실험에서 전기와 역학은 멤브레인이 이 두 위치 사이에 에너지 장벽을 생성하도록 합니다. 과학자들이 멤브레인의 에너지를 줄이고 영하 1,000도 미만으로 냉각할 수 있다면 이를 통해 무언가를 전달할 수 있는 유일한 방법은 양자 터널링이 될 것입니다.
과학자들은 성공 후에야 막 구성의 변화를 연구하고 시스템 잠재력의 가능한 변화를 추적하려고 시도할 수 있습니다. 전기 요금. "이 낮은 온도에 도달하는 방법을 찾으려면 몇 년이 필요하지만 팀은 이 프로젝트를 계속 진행하고 있습니다."

양자 터널링은 과학자들이 이번 실험에서 찾고자 하는 성배와 같으며 쉽지 않습니다. 그렇다면 양자 터널링을 사용하여 벽을 통과하지 않는 이유는 무엇입니까? 불행히도, 양자 역학 계산에 따르면 인간만큼 큰 것의 가능성은 너무 낮아서 우주가 끝날 때까지 기다릴 수 없으며 아마도 반대편에서도 끝나지 않을 것입니다.

우리는 우리 행성의 미스터리, UFO 및 과거 문명, 우주의 비밀, 알려지지 않은 놀라운 것에 대한 편지를 기다리고 있습니다.

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공이 벽을 뚫고 날아가서 벽이 무너지지 않고 제자리에 남아 있고 공의 에너지가 변하지 않을 수 있습니까? 물론 그렇지 않습니다. 대답은 스스로 제안합니다. 이것은 인생에서 발생하지 않습니다. 벽을 뚫고 날아가려면 공이 벽을 뚫을 수 있는 충분한 에너지가 있어야 합니다. 같은 방식으로, 속이 빈 공이 언덕 위로 굴러가는 것이 필요한 경우, 포텐셜 장벽을 극복하기에 충분한 에너지 공급을 알려야 합니다. 상단과 중공. 운동이 고전역학의 법칙에 의해 설명되는 물체는 최대 위치 에너지 값보다 큰 총 에너지를 가질 때만 전위 장벽을 극복합니다.

그러나 소우주는 어떻습니까? 마이크로 입자는 양자 역학의 법칙을 따릅니다. 그들은 특정 궤적을 따라 움직이지 않지만 파도처럼 공간에서 "번져"집니다. 이것들 파동 속성미세입자는 예상치 못한 현상을 유발하는데, 그 중 가장 놀라운 것은 터널 효과일 것입니다.

미시 세계에서 "벽"이 제자리에 남아있을 수 있으며 전자가 아무 일도 없었던 것처럼이를 통해 날아갑니다.

마이크로 입자는 에너지가 높이보다 작더라도 전위 장벽을 극복합니다.

미시 세계의 전위 장벽은 종종 전기력에 의해 생성되며, 이 현상은 원자핵에 하전 입자가 조사되었을 때 처음으로 발생했습니다. 법칙에 따르면 양성자와 핵 사이에 반발력이 작용하기 때문에 양전하를 띤 입자, 예를 들어 양성자가 핵에 접근하는 것은 수익성이 없습니다. 따라서 양성자를 핵에 더 가까이 가져오려면 작업을 수행해야 합니다. 포텐셜 에너지 그래프는 그림 1과 같은 형태를 갖는다. 1. 사실, 강력한 핵 인력이 즉시 작용하여(강한 상호 작용) 핵에 포획되기 때문에 양성자가 핵 가까이(cm 거리)에 접근하면 충분합니다. 그러나 먼저 접근하고 잠재적인 장벽을 극복해야 합니다.

그리고 양성자는 에너지 E가 장벽 높이보다 낮을 때도 이것을 할 수 있다는 것이 밝혀졌습니다. 양자 역학에서 항상 그렇듯이, 양성자가 핵을 관통할 것이라고 확신할 수는 없습니다. 그러나 그러한 잠재적 장벽의 터널 통과의 특정 확률이 있습니다. 이 확률은 클수록 에너지 차이가 작고 입자의 질량이 작아집니다(또한 확률에 대한 크기 의존성은 매우 급격합니다 - 기하급수적).

터널링이라는 아이디어를 바탕으로 1932년 캐번디시 연구소의 D. Cockcroft와 E. Walton이 핵의 인공 분열을 발견했습니다. 그들은 첫 번째 가속기를 만들었고 가속된 양성자의 에너지가 포텐셜 장벽을 극복하기에는 충분하지 않았지만 그럼에도 불구하고 양성자는 터널링 효과로 인해 핵 속으로 침투하여 핵 반응을 일으켰습니다. 터널 효과알파 붕괴 현상도 설명했다.

터널 효과는 고체 물리학 및 전자공학에서 중요한 응용을 발견했습니다.

금속 필름이 유리판(기판)에 증착되었다고 상상해 보십시오(보통 진공 상태에서 금속을 스퍼터링하여 얻음). 그런 다음 산화되어 표면에 수십 옹스트롬 두께의 유전체(산화물) 층을 생성했습니다. 그리고 다시 금속 필름으로 덮여 있습니다. 결과는 소위 "샌드위치"(문자 그대로 영어 단어예를 들어 두 조각의 빵이라고 함) 또는 그 사이에 치즈가 있음), 즉 터널 접촉입니다.

전자가 한 금속막에서 다른 금속막으로 이동할 수 있습니까? 그렇지 않은 것 같습니다. 유전체 층에 의해 방해를 받습니다. 무화과에. 도 2는 좌표에 대한 전자의 위치 에너지 의존도를 나타내는 그래프이다. 금속에서 전자는 자유롭게 움직이며 위치 에너지는 0입니다. 유전체로 빠져나가려면 전자의 운동 에너지(따라서 총 에너지)보다 큰 일함수를 수행해야 합니다.

따라서 금속막의 전자는 높이가 인 전위 장벽에 의해 분리됩니다.

전자가 고전 역학의 법칙을 따른다면 그러한 장벽은 넘을 수 없을 것입니다. 그러나 터널 효과로 인해 어느 정도 확률로 전자가 유전체를 통해 한 금속막에서 다른 금속막으로 침투할 수 있습니다. 따라서 얇은 유전막은 전자를 투과할 수 있습니다. 이른바 터널링 전류가 이를 통해 흐를 수 있습니다. 그러나 총 터널링 전류는 0과 같습니다. 얼마나 많은 전자가 하부 금속막에서 상부 금속막으로 통과하는지, 평균적으로 동일한 수는 반대로 상부 필름에서 하부 금속막으로 전달됩니다.

터널 전류를 0과 다르게 만드는 방법은 무엇입니까? 이렇게하려면 대칭을 깨야합니다. 예를 들어 금속 필름을 전압 U의 소스에 연결하면 필름이 커패시터 판의 역할을하고 유전 층에 전기장이 나타납니다. 이 경우 상부막의 전자가 하부막의 전자보다 장벽을 극복하기가 더 쉽습니다. 그 결과 낮은 전원 전압에서도 터널링 전류가 발생합니다. 터널 접점을 사용하면 금속에서 전자의 특성을 연구할 수 있으며 전자 제품에도 사용됩니다.

터널 효과
터널링 효과

터널 효과 (터널링) - 고전 역학에 의해 체류가 금지된 공간 영역을 통한 입자(또는 시스템)의 통과. 이러한 과정의 가장 유명한 예는 에너지 E가 장벽 높이 U 0 보다 작을 때 입자가 포텐셜 장벽을 통과하는 것입니다. 고전 물리학에서 입자는 에너지 보존 법칙을 위반하기 때문에 그러한 장벽의 영역에있을 수 없으며 훨씬 더 적게 통과합니다. 그러나 양자 물리학에서는 상황이 근본적으로 다릅니다. 양자 입자는 특정 궤적을 따라 움직이지 않습니다. 따라서 우리는 공간 ΔрΔх의 특정 영역에서 입자를 찾을 확률에 대해서만 이야기할 수 있습니다. > 헠헠 그러나 가능성이나 운동 에너지불확정성 원칙에 따라 명확한 값이 없습니다. 불확도 관계 ΔЕΔt에 의해 주어진 시간 간격 t 동안 값 ΔЕ만큼 고전적 에너지 Е에서 벗어날 수 있습니다. > ћ (ћ = h/2π, 여기서 h는 플랑크 상수).

입자가 전위장벽을 통과할 가능성은 전위장벽의 벽에 연속파 함수가 필요하기 때문입니다. 오른쪽과 왼쪽에서 입자를 감지할 확률은 전위 장벽 영역의 차이 E - U(x)와 a에서 장벽 x 1 - x 2의 너비에 따라 달라지는 관계에 의해 관련됩니다. 주어진 에너지.

장벽의 높이와 너비가 증가함에 따라 터널링 효과의 확률은 기하급수적으로 감소합니다. 터널 효과의 확률은 입자 질량이 증가함에 따라 급격히 감소합니다.
장벽을 통한 침투는 확률적입니다. E가 있는 입자< U 0 , натолкнувшись на барьер, может либо пройти сквозь него, либо отразиться. Суммарная вероятность этих двух возможностей равна 1. Если на барьер падает поток частиц с Е < U 0 , то часть этого потока будет просачиваться сквозь барьер, а часть – отражаться. Туннельное прохождение частицы через потенциальный барьер лежит в основе многих явлений ядерной и атомной физики: альфа-распад, холодная эмиссия электронов из металлов, явления в контактном слое двух полупроводников и т.д.