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隧道效應(yīng)
本詞條是多義詞，共2個(gè)義項(xiàng)
量子物理現(xiàn)象
隧道效應(yīng)由微觀粒子波動(dòng)性所確定的量子效應(yīng)。又稱勢(shì)壘貫穿。考慮粒子運(yùn)動(dòng)遇到一個(gè)高于粒子能量的勢(shì)壘，按照經(jīng)典力學(xué)，粒子是不可能越過勢(shì)壘的；按照量子力學(xué)可以解出除了在勢(shì)壘處的反射外，還有透過勢(shì)壘的波函數(shù)，這表明在勢(shì)壘的另一邊，粒子具有一定的概率，粒子貫穿勢(shì)壘。
約瑟夫森效應(yīng)屬于遂穿效應(yīng)，但有別于一般的隧道效應(yīng)，它是庫(kù)伯電子對(duì)通過由超導(dǎo)體間通過弱連接形成約瑟夫森結(jié)的超流效應(yīng)。
概念介紹
隧道效應(yīng)
隧道效應(yīng)
所謂隧道效應(yīng)，是指在兩片金屬間夾有極薄的絕緣層（厚度大約為1nm（10-6mm），如氧化薄膜），當(dāng)兩端施加勢(shì)能形成勢(shì)壘V時(shí)，導(dǎo)體中有動(dòng)能E的部分微粒子在E＜V的條件下，可以從絕緣層一側(cè)通過勢(shì)壘V而達(dá)到另一側(cè)的物理現(xiàn)象。產(chǎn)生隧道效應(yīng)的原因是電子的波動(dòng)性。按照量子力學(xué)原理，有能量（動(dòng)能）E的電子波長(zhǎng)=（其中，——普朗克常數(shù)；——電子質(zhì)量；E——電子的動(dòng)能），在勢(shì)壘V前：若E＞V，它進(jìn)入勢(shì)壘V區(qū)時(shí)，將波長(zhǎng)改變?yōu)棣恕?；若E＜V時(shí)，雖不能形成有一定波長(zhǎng)的波動(dòng)，但電子仍能進(jìn)入V區(qū)的一定深度。當(dāng)該勢(shì)壘區(qū)很窄時(shí)，即使是動(dòng)能E小于勢(shì)壘V，也會(huì)有一部分電子穿透V區(qū)而自身動(dòng)能E不變。換言之，在E＜V時(shí)，電子入射勢(shì)壘就一定有反射電子波存在，但也有透射波存在。
效應(yīng)原理
隧道效應(yīng)
發(fā)現(xiàn)者簡(jiǎn)介
隧道效應(yīng)
主要用途
隧道效應(yīng)本質(zhì)上是量子躍遷，電子迅速穿越勢(shì)壘。隧道效應(yīng)有很多用途。如制成分辨力為0.1nm（1A）量級(jí)的掃描隧道顯微鏡，可以觀察到Si的（111）面上的大元胞。但它適用于半導(dǎo)體樣品的觀察，不適于絕緣體樣品的觀測(cè)。在掃描隧道顯微鏡（STM）的啟發(fā)下，1986年開發(fā)了原子力顯微鏡（AFM），其工作原理如圖5所示。利用金剛石針尖制成以SiO2膜或Si3N4膜懸臂梁（其橫向截面尺寸為100μm×1μm，彈性系數(shù)為0.1～1N/m），梁上有激光鏡面反射鏡。當(dāng)針尖金剛石的原子與樣品的表面原子間距離足夠小時(shí)，原子間的相互作用力使懸臂梁在垂直表面方向上產(chǎn)生位移偏轉(zhuǎn)，使入射激光的反射光束發(fā)生偏轉(zhuǎn)，被光電位移傳感器靈敏地探測(cè)出來。原子力顯微鏡對(duì)導(dǎo)體和絕緣體樣品都適用，且其分辨力達(dá)到0.01mm（0.1A），可以測(cè)出原子間的微作用力，實(shí)現(xiàn)原子級(jí)表面觀測(cè)。根據(jù)光隧道效應(yīng)原理，利用光纖探測(cè)頭、壓電陶瓷、光電倍增管、掃描控制跟蹤系統(tǒng)和微機(jī)，可以構(gòu)成光隧道顯微鏡。它可以探測(cè)樣品的表面形貌。在經(jīng)典物理中，光在光纖內(nèi)部全反射，在量子物理中，激光可以從一根光纖內(nèi)通過隧道效應(yīng)進(jìn)入相距很近的另一個(gè)光纖內(nèi)部，分光器就是利用量子隧道效應(yīng)而制成的。放
隧道二極管
隧道效應(yīng)
隧道巨磁電阻效應(yīng)
隧道效應(yīng)
隧道效應(yīng)
宏觀量子
隧道效應(yīng)
電子具有粒子性又具有波動(dòng)性，因此存在隧道效應(yīng)。近年來，人們發(fā)現(xiàn)一些宏觀物理量，如微顆粒的磁化強(qiáng)度、量子相干器件中的磁通量等亦顯示出隧道效應(yīng)，稱之為宏觀的量子隧道效應(yīng)。量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)將會(huì)是未來微電子、光電子器件的基礎(chǔ)，或者它確立了現(xiàn)存微電子器件進(jìn)一步微型化的極限，當(dāng)微電子器件進(jìn)一步微型化時(shí)必須要考慮上述的量子效應(yīng)。例如，在制造半導(dǎo)體集成電路時(shí)，當(dāng)電路的尺寸接近電子波長(zhǎng)時(shí)，電子就通過隧道效應(yīng)而溢出器件，使器件無法正常工作，經(jīng)典電路的極限尺寸大概在0．25微米。目前研制的量子共振隧穿晶體管就是利用量子效應(yīng)制成的新一代器件。
隧道視野效應(yīng)
隧道效應(yīng)
美國(guó)人付了錢就準(zhǔn)備離開，那位收了錢的柿農(nóng)卻一把拉住他們說："你們?cè)趺床话奄I的柿子帶走呢？"美國(guó)人說不好帶，也不需要帶，他們買這些柿子的目的已經(jīng)達(dá)到了，這些柿子還是請(qǐng)他自己留著。"天底下哪有這樣便宜的事情呢？"那位柿農(nóng)心里想?？粗绹?guó)人遠(yuǎn)去的背影，柿農(nóng)搖搖頭感嘆道："沒想到世界上還有這樣的傻瓜！"那位柿農(nóng)不知道，他的1000個(gè)柿子雖然原地沒動(dòng)地就賣了20美元，但那幾位美國(guó)人拍的他們采摘和貯存柿子的記錄片，拿到美國(guó)去卻可以賣更多更多的錢。他也不知道，在那幾個(gè)美國(guó)人眼里，他的那些柿子并不值錢，值錢的是他們的那種獨(dú)特有趣的采摘、貯存柿子的生產(chǎn)生活方式。柿農(nóng)的蠅頭小利比起那幾個(gè)美國(guó)人的利益來說實(shí)在不算什么。在企業(yè)的投資構(gòu)成中，人們的決策者是像文中的柿農(nóng)一樣只看到眼前的比較直接的"小利益"還是能把眼光放長(zhǎng)遠(yuǎn)一些，發(fā)現(xiàn)更大，但可能比較隱蔽的"大利益"呢？
半導(dǎo)體
隧道效應(yīng)
隧道效應(yīng)
江崎玲於奈的發(fā)明開創(chuàng)了研究固體中隧道效應(yīng)的新階段。因此，他和發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)體中隧道現(xiàn)象的I.加埃沃、B.D.約瑟夫森一起獲得了1973年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。金屬半導(dǎo)體接觸勢(shì)壘（肖脫基勢(shì)壘）中的隧道現(xiàn)象也很有趣。1932年,A.H.威耳孫、.約飛'"class=link>..約飛和..夫倫克耳企圖用隧道電流來解釋肖脫基勢(shì)壘的整流效應(yīng)，但發(fā)現(xiàn)所預(yù)言的整流方向是錯(cuò)誤的。不過，近年來卻發(fā)現(xiàn)有些高摻雜的肖脫基勢(shì)壘在小的前向偏壓下，隧道電流是主要的電流機(jī)制。金屬－絕緣體－半導(dǎo)體系統(tǒng)中隧道效應(yīng)的研究也是有意義的。
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尚可名片
這家伙太懶了，什么都沒寫！
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