隧道效应

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  隧道效应(tunnel effect),由微观粒子波动性所确定的量子效应。又称势垒贯穿。考虑粒子运动遇到一个高于粒子能量的势垒,按照经典力学粒子是不可能越过势垒的;按照量子力学可以解出除了在势垒处的反射外,还有透过势垒的波函数,这表明在势垒的另一边,粒子具有一定的概率,粒子贯穿势垒。理论计算表明,对于能量为几电子伏的电子,方势垒的能量也是几电子伏,当势垒宽度为1埃时,粒子的透射概率达零点几;而当势垒宽度为10埃时,粒子透射概率减小到10-10,已微乎其微。可见隧道效应是一种微观世界的量子效应,对于宏观现象,实际上不可能发生。

  隧道效应是理解许多自然现象的基础。例如a放射性、金属的冷发射(场致发射)、半导体(或绝缘体)中的电子迁移现象都是隧道效应的结果。人们已经利用隧道效应制造出用于电子线路的隧道二极管、场效应管和用于研究物质表面结构的隧道电子显微镜。