Tunelski efekt

Tunelski efekt 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.
mini|200px|Friedrich Hund|lijevo
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. 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 i alfa radioaktivni raspad atomskih jezgri. Aplikacije tuneliranja uključuju tunelsku diodu, 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.

 Literatura 
 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, 
 Shin Takagi: Macroscopic quantum tunneling. Cambridge Univ. Press, Cambridge 2002, 
 Joachim Ankerhold: Quantum tunneling in complex systems - the semiclassical approach. Springer, Berlin 2007, 

 Reference 

 Vanjski linkovi 

 http://molecularmodelingbasics.blogspot.com/2009/09/tunneling-and-stm.html

Kategorija:Fizika elementarnih čestica
Kategorija:Kvantna mehanika