Was ist ein Tunnelanschluss?

Ein Tunnelanschluss ist ein Punkt, an dem zwei verschiedene elektrisch leitende oder magnetische Materialien, die normalerweise durch eine dünne Barriere getrennt sind, zum Zwecke des Übergebens von Elektronen von einem Material zum anderen entsprechen.Der definierende Aspekt eines Tunnelanschlusss ist, dass die Elektronen mechanisch zu schwach sind, um in die Kreuzungsbarriere einzudringen, aber trotzdem ein Prinzip namens Quantentunneling.Tunnelverbindungen sind in vielen schnell wirkenden elektronischen Geräten wie Flash-Speicherchips nützlich, die Effizienz von Photovoltaikzellen erhöht und die Konstruktion extrem schneller Dioden, die bei höheren Frequenzen reagieren können, als es sonst möglich wäre.Tunneling, auf dem der Betrieb aller Tunnelverbindungen basiert, basiert auf Theorien der Quantenmechanik.Diese Theorien geben an, dass ein Elektron mathematisch die aktive mechanische Energie fehlt, um die gespeicherte Energie einer bestimmten Barriere zu durchqueren, die Chancen eines bestimmten Elektronens, die die Barriere brechen, zwar extrem klein, nicht Null.Da die Übergabe eines Elektrons, obwohl eine offensichtlich überlegene Barriere normalerweise nicht mathematisch oder mechanisch nicht möglich ist, aber dennoch existiert, haben Wissenschaftler vermutet, dass das Elektron dies als Ergebnis einer Quantenmechanik-Theorie namens Wellenpartikel-Dualität erreicht.

Wellen-Die Partikel -Dualitätstheorie besagt, dass alle Formen von Materie, Elektrizität bei einem Tunnelverbiss, in zwei getrennten Zuständen gleichzeitig existieren.Erstens existiert die Angelegenheit als Teilchen wie ein Elektron, das aufgrund seiner Masse und Geschwindigkeit eine gewisse aktive mechanische Energie aufweist.Zweitens existiert die Angelegenheit als Wellenform, die bei einer bestimmten Frequenz arbeitet und vibriert.

Infolge der Wellenpartikel-Dualität hat ein Elektron möglicherweise nicht die aktive mechanische Energie, um durch eine Barriere zu gelangen.Bei einer ausreichend hohen Frequenz kann es jedoch genügend Wellenformergie haben, um die Barriere durchzuführen.Bei einer ausreichend hohen Frequenz kann die Wellenformergie eines Elektrons in einer als Quantentunnelung bezeichneten Aktion buchstäblich durch die Niederfrequenzbarriere vibrieren.Infolge der sehr hohen Frequenzen, die mit dem Quantentunneling verbunden sind, erfolgen die Aktionen der beteiligten Elektronen extrem schnell, wodurch ein Gerät mit einem Tunnelanschluss extrem schnell funktioniert.Diese Geschwindigkeit kann dann entweder verwendet werden, um den Betrieb elektrischer Geräte zu beschleunigen oder auf sehr schnell bewegende Energieformen wie Lichtwellen zu erkennen, zu identifizieren und auf sehr schnell bewegende Formen zu reagieren.

In der Praxis werden Tunnel-Übergänge hauptsächlich in der Elektronik verwendet.Sie bieten die Geschwindigkeit für das Lesen und Schreiben zum und aus dem Flash-Speicher, ermöglichen die Herstellung extrem schneller Oszillatoren, die die Betriebsgeschwindigkeit von Computern erhöhen, und ermöglichen die Konstruktion wissenschaftlicher Instrumente, die in hochrahlenden Umgebungen erkennen und arbeiten können.

Der Tunnelverbiss kann auch zur Interaktion mit Lichtenergie verwendet werden und ist an einer Reihe von lichtbezogenen Forschungsprojekten beteiligt.In der Forschung für saubere Energie wird es in hocheffiziente Solarzellen eingebaut, bei denen seine hohen Betriebsfrequenzen es ermöglichen, mehr Energie als herkömmliche Zellen aus derselben Lichtmenge zu erfassen.Es wird auch in Verbindung mit Supraleitern verwendet, um Detektoren zu produzieren, die denen in Digitalkameras ähneln, mit der Ausnahme, dass sie Ultraviolett, Röntgenstrahlen und viele andere Arten von Wellenformergien und Strahlungen sehen können.