Co je to tunelový křižovatka?

Koryn tunelu je bodem, kdy se setkávají dva různé elektricky vodivé nebo magnetické materiály, obvykle oddělené tenkou bariérou, za účelem předávání elektronů z jednoho materiálu do druhého.Definující aspekt křižovatky tunelu je to, že mechanicky řečeno, elektrony jsou příliš slabé na to, aby pronikli do spojovací bariéry, ale stejně tak činí princip zvaný kvantový tunel.Křičky tunelu jsou užitečné v mnoha rychle působících elektronických zařízeních, jako jsou čipy s flash pamětí, zvyšování účinnosti fotovoltaických buněk a konstrukce extrémně rychlých diod schopných reagovat při vyšších frekvencích, než by jinak bylo možné.

Princip kvantum.Tuneling, na kterém je založena provoz všech křižovatek tunelu, je založeno na teoriích kvantové mechaniky.Tyto teorie uvádějí, že ačkoli, matematicky, elektron postrádá aktivní mechanickou energii, aby procházel uloženou energií dané bariéry, šance na jakýkoli daný elektronový porušení bariéry, i když extrémně malý, nejsou nulové.Vzhledem k tomu, že průchod elektronu, i když zjevně lepší bariéra není normálně matematicky nebo mechanicky možná, však existuje vědci však předpokládá, že to elektron dosáhne v důsledku teorie kvantové mechaniky zvané dualita vlny.

vlna-Teorie duality částic uvádí, že všechny formy hmoty, elektřina v případě křižovatky tunelu, existují ve dvou samostatných stavech současně.Za prvé, záležitost existuje jako částice, jako je elektron, který má určité množství aktivní mechanické energie díky své hmotnosti a rychlosti.Za druhé, záležitost existuje jako tvar vlny, která pracuje a vibruje na určitou frekvenci.Při dostatečně vysoké frekvenci však může mít dostatek energie tvaru vlny, aby prošel bariérou.Při dostatečně vysoké frekvenci může energie tvaru vlny elektronu doslova vibrovat nízkofrekvenční bariérou v akci označované jako kvantové tunelování.V důsledku velmi vysokých frekvencí spojených s kvantovým tunelem dochází k účinkům zapojených elektronů velmi rychle, což umožňuje zařízení, které používá křižovatku tunelu k velmi rychle fungování.Tato rychlost pak může být použita buď k urychlení provozu elektrických zařízení nebo k detekci, identifikaci a reagování na velmi rychle se pohybující formy energie, jako jsou světelné vlny.

V praxi se křižovatky tunelu používají především v elektronice.Poskytují rychlost pro čtení a psaní do a z flash paměti, umožňují výrobu extrémně rychlých oscilátorů, které zvyšují provozní rychlost počítačů, a umožňují konstrukci vědeckých nástrojů, které mohou detekovat a fungovat v prostředích s vysokým zářením.

Tunelový křižovatka lze také použít k interakci se světelnou energií a je zapojena do řady výzkumných projektů souvisejících s světlem.Ve výzkumu čisté energie se začleňuje do vysoce účinných solárních článků, kde jeho vysoké provozní frekvence umožňují zachytit více energie než konvenční buňky ze stejného množství světla.Používá se také ve spojení se supravodiči k výrobě detektorů podobných detektorům používaným v digitálních kamerách, s výjimkou, že mohou vidět ultrafialové, rentgenové paprsky a mnoho dalších typů energií a záření vlny.