什么是隧道交叉口(Tunnel Junction)？

隧道结是两种不同的导电或磁性材料相遇的点，通常用一个薄的势垒隔开，以便将电子从一种材料传递到另一种材料。隧道结的定义方面是，从机械上讲，电子太弱，无法穿透结垒，但却能穿透所以不管怎么说，隧道结在许多快速反应的电子设...

隧道结是两种不同的导电或磁性材料相遇的点，通常用一个薄的势垒隔开，以便将电子从一种材料传递到另一种材料。隧道结的定义方面是，从机械上讲，电子太弱，无法穿透结垒，但却能穿透所以不管怎么说，隧道结在许多快速反应的电子设备中都很有用，比如闪存芯片，可以提高光伏电池的效率，以及能够在更高频率下作出反应的极快二极管的构造。人与钻-量子隧穿原理，所有隧道结的运作基础，是建立在量子力学理论之上。这些理论指出，即使，从数学上讲，一个电子缺乏通过给定势垒储存能量的有效机械能，任何给定电子突破势垒的几率，虽然极小，但并非为零。因为电子通过明显优越的势垒通常在数学上或机械上是不可能的，但却是存在的尽管如此，科学家们推测，电子实现这一点是量子力学中称为波粒二象性的结果。波粒二重性理论指出，所有形式的物质，如隧道结中的电，同时以两种不同的状态存在。首先，物质以粒子的形式存在，例如电子，由于它的质量和速度而具有一定量的主动机械能。第二，物质以波形的形式存在，它以一定的频率运行和振动由于波粒二象性，电子可能没有通过势垒的主动机械能；但是，在足够高的频率下，它可能有足够的波形能量通过势垒。在足够高的频率下，电子的波形能量可以通过被称为量子隧穿的低频势垒振动。由于量子隧穿涉及到非常高的频率，所涉及的电子的作用发生得非常快，这使得使用隧道结的设备能够极其有效地工作快速。这个速度可以用来加速电气设备的运行，也可以用来检测、识别和对快速移动的能量（如光波）作出反应。实际上，隧道结主要用于电子设备。它们提供了读写闪存的速度，允许制造极快的振荡器来提高计算机的运行速度，并允许建造科学仪器，在高辐射环境下进行探测和操作。隧道结也可用于与光能相互作用，并参与了许多与光相关的研究项目。在清洁能源研究中，它正被纳入高效太阳能电池中，其高工作频率允许它比传统的电池从同样数量的光中捕获更多的能量。它还与超导体一起被用来制造类似于数码相机的探测器，除了它们可以看到紫外线、x射线，以及许多其他类型的波形能量和辐射。

发表于 2020-09-16 21:56
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分类：文化艺术

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