Tunelski efekt
Tunelski efekt[1] ili tunelovanje pojava je u kojoj atomska čestica može savladati konačnu potencijalnu barijeru čak i kada je njena energija niža od visine (energije) barijere. Prema klasičnoj fizici, to bi bilo nemoguće, međutim, prema zakonima kvantne mehanike, to je moguće. Naprimjer, alfa-raspad se objašnjava preko tunelskog efekta kao prodiranje alfa čestice kroz potencijalnu barijeru nuklearnih sila. Tunelski efekt našao je tehničku primjenu u skenirajućem tunelskom mikroskopu.
Prvi ga je eksperimentalno opazio Robert Williams Wood 1897. posmatrajući kretanje elektrona u emisionom polju, ali ga nije uspio protumačiti. Istraživači u području radioaktivnog raspada još 1899. izražavali su nejasne sumnje u vezi s mogućnošću da se raspad događa zbog tunelskog efekta, što je teorijski opisao tek George Gamow 1929.[2] nakon prethodnih otkrića Rutherforda i saradnika da je alfa čestica zapravo jezgro helija. Mada se otkriće ovog efekta pripisuje Gamowu (koji ga je tako i nazvao), prvi teorijski opis dao je 1926/27. Friedrich Hund za opisivanje izomerije kod molekula.
Tuneliranje igra bitnu ulogu u fizičkim fenomenima kao što su nuklearna fuzija[3] i alfa radioaktivni raspad atomskih jezgri. Aplikacije tuneliranja uključuju tunelsku diodu,[4] kvantno računanje, fleš memoriju i skenirajući tunelski mikroskop. Tuneliranje ograničava minimalnu veličinu uređaja koji se koriste u mikroelektronici jer elektroni lahko prolaze kroz izolacijske slojeve i tranzistore koji su tanji od oko 1 nm.[5][6]
Literatura
uredi- Robert Williams Wood: A new form of Cathode Discharge and the Production of X-Rays, together with some Notes on Diffraction, Phys. Rev. 5, 1 (1897)
- George Gamow: Zur Quantentheorie des Atomkernes, Z. Phys. 51, 204 (1928)
- Ronald W. Gurney und Edward U. Condon: Wave Mechanics and Radioactive Disintegration, Nature 122, 439 (1928)
- R. Holm: The Electric Tunnel Effect across Thin Insulator Films in Contact, J. Appl. Phys. 22, 569 (1951)
- J. C. Fisher und Ivar Giaever: Tunneling Through Thin Insulating Layers, J. Appl. Phys. 32, 172 (1961)
- Brian D. Josephson: Possible New Effects in Superconducting Tunneling, Phys. Lett. 1, 251 (1962)
- Philip W. Anderson, J. M. Rowell und D. E. Thomas: Image of the Phonon Spectroscopy in the Tunneling Characteristic between Superconductors, Phys. Rev. Lett. 10, 334 (1963)
- Sidney Shapiro: Josephson Current in Superconducting Tunneling: The Effect of Microwaves and other Observations, Phys. Rev. Lett. 11, 80 (1963)
- Gerd Binnig, Heinrich Rohrer, C. Gerber und E. Weibel: Tunneling through a Controllable Vacuum Gap, Appl. Phys. Lett. 40, 178 (1982)
- Dilip K.Roy: Quantum mechanical tunnelling and its applications. World Scientific, Singapore 1986, ISBN 9971-5-0024-8
- Shin Takagi: Macroscopic quantum tunneling. Cambridge Univ. Press, Cambridge 2002, ISBN 0-521-80002-1
- Joachim Ankerhold: Quantum tunneling in complex systems - the semiclassical approach. Springer, Berlin 2007, ISBN 978-3-540-68074-1
Reference
uredi- ^ "Quantum Tunnelling - Quantum Mechanics, Applications, FAQs". BYJUS (jezik: engleski). Pristupljeno 11. 11. 2023.
- ^ "A Cosmic Journey: A History of Scientific Cosmology". history.aip.org. Pristupljeno 11. 11. 2023.
- ^ Serway; Vuille (2008). College Physics. 2 (Eighth izd.). Belmont: Brooks/Cole. ISBN 978-0-495-55475-2.
- ^ Taylor, J. (2004). Modern Physics for Scientists and Engineers. Prentice Hall. str. 234. ISBN 978-0-13-805715-2.
- ^ "Quantum Computers Explained – Limits of Human Technology". youtube.com. Kurzgesagt. 2017-12-08. Arhivirano s originala 1. 7. 2024. Pristupljeno 2017-12-30.CS1 održavanje: bot: nepoznat status originalnog URL-a (link)
- ^ "Quantum Effects At 7/5nm And Beyond". Semiconductor Engineering (jezik: engleski). Pristupljeno 2018-07-15.
Vanjski linkovi
uredi