量子トンネル効果とは?

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トンネル効果

読み方トンネルこうか
別名:量子トンネル効果
【英】tunneling, Quantum tunneling

トンネル効果とは、量子力学分野で、エネルギー的に通常超えることのできない領域粒子一定の確率通り抜けてしまう現象のことである。

古典的解釈では、物質運動ポテンシャル障壁呼ばれる壁に入射すると、衝突して完全に遮られる。しかし原子レベルでは、原子電子の持つエネルギー不確定であるため、ポテンシャル障壁よりもエネルギー大きくなり、結果として障壁透過してしまうことがあるこのような性質がトンネル効果と呼ばれている。例え原子核アルファ崩壊もトンネル効果によって説明できる。

トンネル効果は、物理学者江崎玲於奈によって発見された。この発見によって江崎氏は1973年ノーベル物理学賞授与されている。

トンネル効果を応用した製品としてはトンネルダイオード挙げることができる。トンネルダイオードは、ある電圧領域において電圧をかければかけるほど電流流れにくくなる特性負性抵抗)を利用して、マイクロ波のような超高周波領域発振増幅を行うためのダイオード活用されている。その他、走査型トンネル顕微鏡などにも応用されている。


参照リンク
トンネル効果 - (九州大学大学院理学研究院
ツェナーダイオードのトンネル電流 - (図説半導体/電子・デバイス物理
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トンネル効果

(量子トンネル効果 から転送)

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2020/07/02 07:48 UTC 版)

トンネル効果(トンネルこうか、: tunneling effect)、量子トンネル(りょうしトンネル、: quantum tunnelling)、または単にトンネリングとは、非常に微小な世界において発生する物理現象であり、粒子が、ポテンシャル障壁英語版を貫通し、あたかもトンネルを抜けたかのように反対側に現れる現象である。20世紀初頭に予言され、20世紀半ばには広く認知される物理現象となった[1]古典力学では説明できない現象であり、この現象を理解するためには、量子力学を学ぶ必要がある。トンネル効果は、ハイゼンベルク不確定性原理と、物質における粒子と波動の二重性を用いて説明することができる。


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