Skip to main content

Hva er et tunnelkryss?

Et tunnelkryss er et punkt der to forskjellige elektrisk ledende eller magnetiske materialer møtes, vanligvis atskilt med en tynn barriere, med det formål å passere elektroner fra det ene materialet til det andre.Det definerende aspektet ved et tunnelkryss er at elektronene mekanisk er for svake til å trenge gjennom kryssbarrieren, men gjør det uansett, men et prinsipp som heter Quantum Tunneling.Tunnelkryss er nyttige i mange hurtigvirkende elektroniske enheter, for eksempel flash-minnebrikker, noeTunneling, som driften av alle tunnelkryss er basert på, er etablert på teorier om kvantemekanikk.Disse teoriene sier at selv om matematisk, et elektron mangler den aktive mekaniske energien for å passere gjennom den lagrede energien til en gitt barriere, er sjansene for et gitt elektron som bryter barrieren, selv om de er ekstremt små, ikke null.Ettersom en elektron fører en åpenbart overlegen barriere normalt ikke er matematisk eller mekanisk mulig, men eksisterer likevel, har forskere antatt at elektronet oppnår dette som et resultat av en kvantemekanikkteori kalt bølgepartikkel dualitet.

bølge-Partikkel dualitetsteori sier at alle former for materie, elektrisitet i tilfelle av et tunnelkryss, eksisterer i to separate tilstander samtidig.For det første eksisterer saken som en partikkel, for eksempel et elektron, som har en viss mengde aktiv mekanisk energi på grunn av dens masse og hastighet.For det andre eksisterer saken som en bølgeform, som opererer og vibrerer med en viss frekvens.

Som et resultat av bølgepartikler dualitet, kan det hende at et elektron ikke har den aktive mekaniske energien til å passere gjennom en barriere;Imidlertid, med en høy nok frekvens, kan det ha nok bølgeformenergi til å passere gjennom barrieren.Ved en høy nok frekvens kan bølgeformens energi til et elektron bokstavelig talt vibrere gjennom lavfrekvensbarrieren i en handling referert til som kvantetunneling.Som et resultat av de svært høye frekvensene som er involvert med kvantetunneling, skjer handlingene til elektronene som er involvert ekstremt raskt, noe som gjør at en enhet som bruker et tunnelkryss for å fungere ekstremt raskt.Denne hastigheten kan da enten brukes til å akselerere driften av elektrisk utstyr eller for å oppdage, identifisere og reagere på veldig raskt bevegelige former for energi som lysbølger.

I praksis brukes tunnelkryss primært i elektronikk.De gir hastigheten for lesing og skriving til og fra flashminne, tillater fremstilling av ekstremt raske oscillatorer som øker den operasjonelle hastigheten på datamaskiner, og tillater konstruksjon av vitenskapelige instrumenter som kan oppdage og operere i miljøer med høyt stråling.

Tunnelkrysset kan også brukes til å samhandle med lysenergi og er involvert i en rekke lysrelaterte forskningsprosjekter.I ren energiforskning blir den inkorporert i solceller med høy effektivitet, der dens høye operasjonelle frekvenser lar den fange mer energi enn konvensjonelle celler fra samme mengde lys.Det brukes også i forbindelse med superledere for å produsere detektorer som ligner de som brukes i digitale kameraer, med unntak av at de kan se ultrafiolett, røntgenbilder og mange andre typer bølgeformenergier og stråling.