什么是隧道交叉口？(a tunnel junction?)

隧道结是两种不同的导电或磁性材料相遇的点，通常由薄势垒隔开，目的是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，从机械角度讲，电子太弱，无法穿透结势垒，但无论如何都是通过一种称为量子隧道的原理来穿透的。隧道结在许多快速作用的电子设备中很有用，比如闪存芯片，它可以提高光伏电池的效率，并且可以构造出能够以更高频率反应的极快二极管。。...

量子隧穿原理是建立在量子力学理论基础上的，所有隧穿结的操作都基于此。这些理论表明，即使在数学上，一个电子缺乏通过给定势垒储存能量的主动机械能，任何给定电子突破势垒的几率，尽管非常小，但不是零。由于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，但仍然存在，科学家推测，电子实现这一点是量子力学理论波粒二象性的结果。。

波粒二象性理论认为，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，由于其质量和速度，它具有一定的主动机械能。第二，物质以波形的形式存在，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；然而，在足够高的频率下，它可能有足够的波形能量通过屏障。在足够高的频率下，电子的波形能量可以通过低频势垒振动，这种行为被称为量子隧穿。由于量子隧穿涉及非常高的频率，所涉及的电子的动作发生得非常快，这使得使用隧道结的设备能够非常快地运行。然后，这种速度可以用来加速电气设备的运行，也可以用来检测、识别和反应快速移动的能量形式，如光波。。

实际上，隧道结主要用于电子产品。它们提供了读写闪存的速度，允许制造极快的振荡器，提高计算机的运行速度，并允许建造能够在高辐射环境中检测和运行的科学仪器。

隧道连接处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，它正被整合到高效太阳能电池中，在这种电池中，它的高工作频率使它能够从相同数量的光中捕获比传统电池更多的能量。它还与超导体一起被用于制造类似于数码相机中使用的探测器，但它们可以看到紫外线、x射线和许多其他类型的波形能量和辐射。。

发表于 2022-01-29 14:22
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分类：科学

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