¿Qué es un cruce de túnel?

Una unión de túnel es un punto en el que se encuentran dos materiales diferentes conductores o magnéticos eléctricamente, generalmente separados por una barrera delgada, con el propósito de pasar electrones de un material a otro. El aspecto definitorio de una unión de túnel es que, mecánicamente hablando, los electrones son demasiado débiles para penetrar la barrera de la unión, pero lo hagan de todos modos, aunque un principio llamado túnel cuántico. Las uniones de túnel son útiles en muchos dispositivos electrónicos de acción rápida, como chips de memoria flash, aumentando la eficiencia de las células fotovoltaicas y la construcción de diodos extremadamente rápidos capaces de reaccionar a frecuencias más altas de lo que de otra manera sería posible. Estas teorías indican que, aunque, matemáticamente, un electrón carece de la energía mecánica activa para pasar a través de la energía almacenada de una barrera dada, las posibilidades de cualquier donaciónN Electron Rallado la barrera, aunque extremadamente pequeña, no es cero. Como el paso de un electrón, aunque una barrera obviamente superior no es normalmente matemática o mecánicamente posible, pero existe, los científicos han supuesto que el electrón logra esto como el resultado de una teoría de la mecánica cuántica llamada Dualidad de partículas de onda.

La teoría de la dualidad de la partícula de onda establece que todas las formas de materia, la electricidad en el caso de una unión de túnel existen en dos estados separados simultáneamente. Primero, la materia existe como una partícula, como un electrón, que tiene una cierta cantidad de energía mecánica activa debido a su masa y velocidad. En segundo lugar, la materia existe como una forma de onda, que funciona y vibra a cierta frecuencia.

Como resultado de la dualidad de partículas de onda, un electrón puede no tener la energía mecánica activa para pasar a través de una barrera; Sin embargo, con un freque lo suficientemente altoncy, puede tener suficiente energía de forma de onda para pasar a través de la barrera. Con una frecuencia lo suficientemente alta, la energía de la forma de onda de un electrón puede vibrar literalmente a través de la barrera de baja frecuencia en una acción denominada túnel cuántica. Como resultado de las frecuencias muy altas involucradas con el túnel cuántico, las acciones de los electrones involucrados ocurren extremadamente rápido, lo que permite un dispositivo que utiliza una unión de túnel para operar extremadamente rápido. Esta velocidad se puede utilizar para acelerar el funcionamiento de los equipos eléctricos o para detectar, identificar y reaccionar a formas de energía muy rápidas, como ondas de luz.

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En la práctica, las uniones de túnel se utilizan principalmente en electrónica. Proporcionan la velocidad para leer y escribir hacia y desde la memoria flash, permiten la fabricación de osciladores extremadamente rápidos que aumentan la velocidad operativa de las computadoras y permiten la construcción de instrumentos científicos que pueden detectar y operar en entornos de alta radiación.

La unión del túnel también se puede utilizar para interactuar con la energía de la luz y está involucrado en una serie de proyectos de investigación relacionados con la luz. En la investigación de energía limpia, se está incorporando en células solares de alta eficiencia, donde sus altas frecuencias operativas le permiten capturar más energía que las células convencionales de la misma cantidad de luz. También se está utilizando junto con superconductores para producir detectores similares a los utilizados en las cámaras digitales, con la excepción de que pueden ver ultravioleta, rayos X y muchos otros tipos de energías y radiaciones de forma de onda.

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