ทางแยกอุโมงค์คืออะไร?

junction การแยกอุโมงค์เป็นจุดที่วัสดุนำไฟฟ้าหรือแม่เหล็กที่แตกต่างกันสองชนิดมักจะถูกคั่นด้วยสิ่งกีดขวางบางเพื่อจุดประสงค์ในการส่งอิเล็กตรอนจากวัสดุหนึ่งไปยังอีกแง่มุมที่กำหนดของทางแยกอุโมงค์คือการพูดทางกลไกอิเล็กตรอนอ่อนแอเกินกว่าที่จะเจาะกำแพงทางแยกได้ แต่ทำเช่นนั้นแม้ว่าหลักการที่เรียกว่าอุโมงค์ควอนตัมการแยกอุโมงค์มีประโยชน์ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ออกฤทธิ์เร็วจำนวนมากเช่นชิปหน่วยความจำแฟลชเพิ่มประสิทธิภาพของเซลล์เซลล์แสงอาทิตย์และการสร้างไดโอดที่รวดเร็วมากที่สามารถตอบสนองที่ความถี่สูงกว่าที่เป็นไปได้

หลักการของควอนตัมควอนตัมควอนตัมควอนตัมควอนตัมTunneling ซึ่งมีการสร้างทางแยกอุโมงค์ทั้งหมดตามทฤษฎีของกลศาสตร์ควอนตัมทฤษฎีเหล่านี้ระบุว่าแม้ว่าทางคณิตศาสตร์อิเล็กตรอนจะขาดพลังงานเชิงกลที่ใช้งานอยู่ที่จะผ่านพลังงานที่เก็บไว้ของสิ่งกีดขวางที่กำหนดโอกาสของการทำลายสิ่งกีดขวางอิเล็กตรอนใด ๆ ที่ได้รับแม้ว่าจะมีขนาดเล็กมากเมื่อการผ่านของอิเล็กตรอนแม้ว่าสิ่งกีดขวางที่เหนือกว่าจะไม่ได้เป็นไปได้ทางคณิตศาสตร์หรือเป็นไปได้ทางกลไก แต่ก็มีอยู่อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์ได้คาดการณ์ว่าอิเล็กตรอนจะบรรลุเป้าหมายนี้เป็นผลมาจากทฤษฎีกลศาสตร์ควอนตัมที่เรียกว่าทฤษฎีความเป็นคู่ของอนุภาคระบุว่าทุกรูปแบบของสสารไฟฟ้าในกรณีของทางแยกอุโมงค์มีอยู่ในสองรัฐที่แยกกันพร้อมกันประการแรกเรื่องนี้มีอยู่เป็นอนุภาคเช่นอิเล็กตรอนซึ่งมีพลังงานเชิงกลจำนวนหนึ่งเนื่องจากมวลและความเร็วประการที่สองเรื่องนี้มีอยู่ในรูปแบบของคลื่นซึ่งทำงานและสั่นสะเทือนที่ความถี่ที่แน่นอน

อันเป็นผลมาจากความเป็นคู่ของคลื่นเสียงอิเล็กตรอนอาจไม่มีพลังงานเชิงกลที่ใช้งานอยู่ผ่านสิ่งกีดขวางอย่างไรก็ตามที่ความถี่สูงพอมันอาจมีพลังงานของคลื่นเพียงพอที่จะผ่านอุปสรรคที่ความถี่สูงพอพลังงานของคลื่นของอิเล็กตรอนสามารถสั่นสะเทือนผ่านอุปสรรคความถี่ต่ำในการกระทำที่เรียกว่าอุโมงค์ควอนตัมอันเป็นผลมาจากความถี่สูงมากที่เกี่ยวข้องกับการขุดอุโมงค์ควอนตัมการกระทำของอิเล็กตรอนที่เกี่ยวข้องเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วอย่างมากซึ่งช่วยให้อุปกรณ์ที่ใช้ทางแยกอุโมงค์ทำงานได้อย่างรวดเร็วความเร็วนี้สามารถใช้เพื่อเร่งการทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือตรวจจับระบุและตอบสนองต่อพลังงานที่เคลื่อนที่อย่างรวดเร็วเช่นคลื่นแสง

ในทางปฏิบัติการแยกอุโมงค์จะถูกใช้เป็นหลักในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พวกเขาให้ความเร็วในการอ่านและการเขียนและจากหน่วยความจำแฟลชอนุญาตให้ผลิตออสซิลเลเตอร์ที่รวดเร็วมากซึ่งเพิ่มความเร็วในการปฏิบัติงานของคอมพิวเตอร์และอนุญาตให้สร้างเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่สามารถตรวจจับและทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีรังสีสูงjunction ทางแยกอุโมงค์ยังสามารถใช้ในการโต้ตอบกับพลังงานแสงและมีส่วนร่วมในโครงการวิจัยที่เกี่ยวข้องกับแสงจำนวนหนึ่งในการวิจัยพลังงานสะอาดมันถูกรวมเข้ากับเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพสูงซึ่งความถี่ในการปฏิบัติงานสูงช่วยให้สามารถจับพลังงานได้มากกว่าเซลล์ทั่วไปจากปริมาณแสงเท่ากันนอกจากนี้ยังถูกใช้ร่วมกับตัวนำยิ่งยวดในการผลิตเครื่องตรวจจับคล้ายกับที่ใช้ในกล้องดิจิตอลยกเว้นว่าพวกเขาสามารถเห็นอัลตราไวโอเลต, รังสีเอกซ์และพลังงานคลื่นประเภทอื่น ๆ อีกมากมาย