Một ngã ba đường hầm là gì?

Một ngã ba đường hầm là một điểm trong đó hai vật liệu dẫn điện hoặc từ tính khác nhau gặp nhau, thường được phân tách bằng một hàng rào mỏng, với mục đích truyền các electron từ vật liệu này sang vật liệu khác.Khía cạnh xác định của một ngã ba đường hầm là, nói về mặt cơ học, các electron quá yếu để thâm nhập vào hàng rào ngã ba nhưng dù sao cũng làm như vậy mặc dù một nguyên tắc gọi là đường hầm lượng tử.Các mối nối đường hầm rất hữu ích trong nhiều thiết bị điện tử tác dụng nhanh, chẳng hạn như chip bộ nhớ flash, tăng hiệu quả của các tế bào quang điện và xây dựng các điốt cực nhanh có khả năng phản ứng ở tần số cao hơn so với có thể.Đường hầm, trên đó hoạt động của tất cả các mối nối đường hầm được dựa trên, được thiết lập dựa trên các lý thuyết về cơ học lượng tử.Các lý thuyết này nói rằng mặc dù, về mặt toán học, một electron thiếu năng lượng cơ học hoạt động để đi qua năng lượng được lưu trữ của một rào cản nhất định, cơ hội của bất kỳ electron nhất định nào vi phạm hàng rào, mặc dù cực kỳ nhỏ, không phải là không.Vì sự ra đi của một electron mặc dù một hàng rào vượt trội rõ ràng không phải là về mặt toán học hoặc cơ học, nhưng dù sao cũng tồn tại, các nhà khoa học đã phỏng đoán rằng electron thực hiện điều này là kết quả của một lý thuyết cơ học lượng tử được gọi là tính hai mặt sóng.Lý thuyết về tính hai mặt của hạt nói rằng tất cả các dạng vật chất, điện trong trường hợp giao lộ đường hầm, tồn tại ở hai trạng thái riêng biệt cùng một lúc.Đầu tiên, vật chất tồn tại như một hạt, chẳng hạn như một electron, có một lượng năng lượng cơ học hoạt động nhất định do khối lượng và vận tốc của nó.Thứ hai, vật chất tồn tại dưới dạng dạng sóng, hoạt động và rung ở một tần số nhất định. Do kết quả của tính hai mặt sóng, một electron có thể không có năng lượng cơ học hoạt động để đi qua hàng rào;Tuy nhiên, ở tần số đủ cao, nó có thể có đủ năng lượng sóng để đi qua hàng rào.Ở tần số đủ cao, năng lượng dạng sóng của một electron có thể rung theo nghĩa đen thông qua hàng rào tần số thấp trong một hành động được gọi là đường hầm lượng tử.Do các tần số rất cao liên quan đến đường hầm lượng tử, các hành động của các electron liên quan xảy ra cực kỳ nhanh chóng, cho phép một thiết bị sử dụng đường hầm để vận hành cực kỳ nhanh.Tốc độ này sau đó có thể được sử dụng để tăng tốc hoạt động của thiết bị điện hoặc để phát hiện, xác định và phản ứng với các dạng năng lượng di chuyển rất nhanh như sóng ánh sáng. Trong thực tế, các mối nối đường hầm được sử dụng chủ yếu trong thiết bị điện tử.Họ cung cấp tốc độ đọc và ghi đến và từ bộ nhớ flash, cho phép sản xuất các bộ dao động cực kỳ nhanh làm tăng tốc độ hoạt động của máy tính và cho phép xây dựng các dụng cụ khoa học có thể phát hiện và vận hành trong môi trường bức xạ cao.Các ngã ba đường hầm cũng có thể được sử dụng để tương tác với năng lượng ánh sáng và tham gia vào một số dự án nghiên cứu liên quan đến ánh sáng.Trong nghiên cứu năng lượng sạch, nó đang được kết hợp vào các pin mặt trời hiệu quả cao, trong đó tần số hoạt động cao của nó cho phép nó thu được nhiều năng lượng hơn các tế bào thông thường từ cùng một lượng ánh sáng.Nó cũng đang được sử dụng cùng với chất siêu dẫn để tạo ra các máy dò tương tự như các máy dò được sử dụng trong máy ảnh kỹ thuật số, ngoại trừ chúng có thể thấy tia cực tím, tia X và nhiều loại năng lượng và bức xạ dạng sóng khác.