什么是隧道交叉口(Tunnel Junction)？

隧道結是兩種不同的導電或磁性材料相遇的點，通常用一個薄的勢壘隔開，以便將電子從一種材料傳遞到另一種材料。隧道結的定義方面是，從機械上講，電子太弱，無法穿透結壘，但卻能穿透所以不管怎么說，隧道結在許多快速反應的電子設...

隧道結是兩種不同的導電或磁性材料相遇的點，通常用一個薄的勢壘隔開，以便將電子從一種材料傳遞到另一種材料。隧道結的定義方面是，從機械上講，電子太弱，無法穿透結壘，但卻能穿透所以不管怎么說，隧道結在許多快速反應的電子設備中都很有用，比如閃存芯片，可以提高光伏電池的效率，以及能夠在更高頻率下作出反應的極快二極管的構造。人與鉆-量子隧穿原理，所有隧道結的運作基礎，是建立在量子力學理論之上。這些理論指出，即使，從數學上講，一個電子缺乏通過給定勢壘儲存能量的有效機械能，任何給定電子突破勢壘的幾率，雖然極小，但并非為零。因為電子通過明顯優越的勢壘通常在數學上或機械上是不可能的，但卻是存在的盡管如此，科學家們推測，電子實現這一點是量子力學中稱為波粒二象性的結果。波粒二重性理論指出，所有形式的物質，如隧道結中的電，同時以兩種不同的狀態存在。首先，物質以粒子的形式存在，例如電子，由于它的質量和速度而具有一定量的主動機械能。第二，物質以波形的形式存在，它以一定的頻率運行和振動由于波粒二象性，電子可能沒有通過勢壘的主動機械能；但是，在足夠高的頻率下，它可能有足夠的波形能量通過勢壘。在足夠高的頻率下，電子的波形能量可以通過被稱為量子隧穿的低頻勢壘振動。由于量子隧穿涉及到非常高的頻率，所涉及的電子的作用發生得非常快，這使得使用隧道結的設備能夠極其有效地工作快速。這個速度可以用來加速電氣設備的運行，也可以用來檢測、識別和對快速移動的能量（如光波）作出反應。實際上，隧道結主要用于電子設備。它們提供了讀寫閃存的速度，允許制造極快的振蕩器來提高計算機的運行速度，并允許建造科學儀器，在高輻射環境下進行探測和操作。隧道結也可用于與光能相互作用，并參與了許多與光相關的研究項目。在清潔能源研究中，它正被納入高效太陽能電池中，其高工作頻率允許它比傳統的電池從同樣數量的光中捕獲更多的能量。它還與超導體一起被用來制造類似于數碼相機的探測器，除了它們可以看到紫外線、x射線，以及許多其他類型的波形能量和輻射。

發表于 2020-09-16 21:56
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分類：文化藝術

什么是隧道交叉口(Tunnel Junction)？

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