非对称耦合双阱中载流子共振隧穿和LO声子辅助隧穿的光学证据
浅述共振隧穿I-V输运特性及其器件应用
浅述共振隧穿I-V输运特性及其器件应用共振隧穿与共振隧穿器件的思想最早是由Esaki和Tchu提出的，近年来，随着纳米电子技术的飞速发展，共振隧穿理论及相关器件应用发展迅猛。
而由于自身优良的特性，在已经研制出的几种纳米器件中，共振隧穿二极管（RTD）可能是在数字电路中应用最有前景的候选者，应用前景十分诱人。
本文将浅述共振隧穿I-V输运特性及RTD等相关器件的应用。
一、共振隧穿理论及其器件的发展概况1969年，Tsu和Esaki首先从理论上预测到，在半导体异质结构中会产生共振隧穿（RT）现象。
共振隧穿是指在某一个能量值，电子的隧穿概率出现尖锐峰值。
这种现象类似于光通过两个平行界面构成像法布里-珀罗标准具这样的光学滤波器一样，光强作为波长的函数，形成尖锐的跃迁峰值。
他们预测，给GaAs/ AlxGa1-xAs双或多势垒结构加上偏置，电流-电压（I-V）之间的关系会类似于Esaki二极管，出现负微分电阻特性（NDR）。
如右图所示。
后来IBM首次在低温下，在MBE生长的异质半导体双势垒结构中观察到相当微弱的共振隧穿现象——I-V特性中的负微分电阻（NDR）。
但要想观察到较为显著的NDR 现象非常困难，因此并不能很好地证明理论所预测的共振隧穿现象。
随后经过理论研究的进步及技术革新，GaAs/AlGaAs界面工艺水平得到极大提升，从而研制出性能更加优良的共振隧穿二极管（RTD）和共振隧穿三极管(RTT)。
这些器件室温下也具有大电流峰谷比率的NDR现象和多个NDR峰和谷，从而使得共振隧穿理论及其器件的发展达到比较成熟的阶段。
二、共振隧穿I-V输运特性如下左图所示，从A到B为正微分电阻，从B以后，电流随着电压增加而显著减少，出现NDR现象，如I-V特性曲线图所示开始出现负微分电阻。
下右显示的是I-V特性的测量值和理论值。
当偏压增加时，阴极一侧接近势垒的地方形成一个积累区，在阳极一侧靠近势垒的地方形成耗尽区。
只有很少的电子能隧穿通过双势垒。
共振隧穿
共振隧穿器件及共振隧穿晶体管共振隧穿晶体管（RTT）是共振隧穿器件的一种，它与共振隧穿二极管（RTD）一样都是利用量子共振隧穿效应而制成的一种高速纳米电子器件。
共振隧穿器件由于具有高频、高速、低功耗、负阻、双稳、自锁及用少量器件完成多种逻辑功能等特点，因而在未来电子信息技术领域中具有很大的发展潜力。
1共振隧穿器件1.1共振隧穿效应共振隧穿器件是以共振隧穿效应为物理依据，共振隧穿效应是量子隧穿效应的一种特殊情况。
如图1所示，若Ⅰ区、Ⅲ区和Ⅴ区均是金属、半导体或超导体，而Ⅱ区与Ⅳ区是极薄的绝缘层（厚度约为0.1nm）。
图1 势垒形状设电子开始处在左边的金属中，可认为电子是自由的，在金属中的势能为零。
由于电子不易通过绝缘层，因此绝缘层就像一个壁垒，我们将它称为势垒。
一个高度为U0、宽为a的势垒，势垒右边有一个电子，电子能量为E。
因电子的能量小于区域Ⅱ中的势能值U0，若电子进入Ⅱ区，就必然出现“负动能”，这是不可能发生的。
但用量子力学的观点来看，电子具有波动性，其运动用波函数描述，而波函数遵循薛定谔方程，求解薛定谔方程可知电子在Ⅱ区甚至Ⅲ区等区域出现的概率不为零。
像这种电子穿透比它动能更高的势垒的现象，称为隧穿效应。
它是粒子波动性的表现。
共振隧穿器件可以应用于三个方面：一个是用于模拟电路，做成微波和毫米波振荡器等；另一个是用于高速数字电路，与MESFET，HBT，HEMT等进行集成构成高速数字电路；还可以用ORTD或与常规光电探测器件构成高速光电集成电路。
1.3共振隧穿器件的特点（1）高频高速在半导体器件各种载流子输运机制中,隧穿机制是比扩散、漂移等更快的物理机制，利f的理论预计值为用此种机制制造的共振隧穿器件具有更高的频率和开关速度。
如RTDmaxf为712 GHz,RTD的开关时间tr低到1.5ps。
故RTD已成为目前速度2.5 THz,实际RTDmax最快的器件之一。
（2）制备工艺相对简单共振隧穿器件结构上的最大特点是只有在某一维的尺寸为纳米量级,而其他两维尺寸为微米量级,这个特点体现在器件制备工艺方面即在器件纳米方向上的尺寸采用高精度的分子束外延(MBE)或金属有机化合物淀积(MOCVD)等技术来控制。
激光原理与技术_电子科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
激光原理与技术_电子科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.在锁模激光器中，被锁定的模式数量越多，脉冲周期越短。
参考答案:错误2.对于对称共焦腔，其傍轴光线在腔内往返传输次即可自行闭合，其自再现模式为高斯光束。
参考答案:2##%_YZPRLFH_%##二##%_YZPRLFH_%##两3.谐振腔损耗越大，品质因子越高。
参考答案:错误4.有激光输出时，激活介质不是处于热平衡条件。
参考答案:正确5.在主动锁模激光器中，调制器应该放到谐振腔的一端。
参考答案:正确6.为得到高转化效率的光学倍频，要实现匹配，使得基频波和倍频波的折射率要相等，在他们相互作用过程中，两个基频光子湮灭，产生一个倍频光子。
参考答案:相位7.尽量增加泵浦功率有利于获得单模激光输出。
参考答案:错误8.在调Q激光器中，随着Dni/Dnt的增大，峰值光子数增加，脉冲宽度。
参考答案:变窄##%_YZPRLFH_%##变小##%_YZPRLFH_%##减小9.关于基模高斯光束的特点，下面描述不正确的是。
参考答案:基模高斯光束在激光腔内往返传播时没有衍射损耗10.KDP晶体沿z轴加电场时，折射率椭球的主轴绕z轴旋转了度角。
参考答案:45##%_YZPRLFH_%##四十五11.稳定谐振腔是指。
参考答案:谐振腔对旁轴光线的几何偏折损耗为零12.形成激光振荡的充分条件是。
参考答案:光学正反馈条件和增益阈值条件13.关于谐振腔的自再现模式，下面那个说法是正确的？参考答案:自再现模式与谐振腔的稳定性有关14.三能级激光器的激光下能级是基态，需至少将原子总数的通过泵浦过程转移到激光上能级，才能实现受激辐射光放大。
参考答案:一半##%_YZPRLFH_%##1/2##%_YZPRLFH_%##50%##%_YZPRLFH_%##二分之一##%_YZPRLFH_%##百分之五十15.谱线加宽是指的光谱展宽。
参考答案:自发辐射16.关于自发辐射和受激辐射说法正确的是。
对称双阱中玻色-爱因斯坦凝聚体的量子隧穿的临界态
＝ 一
嘉 Ｖ
＋
收 稿 日期 ：２ ０ －６ １ ； 修 回 日期 ：２ ０ ．１２ ０ ７ —９ ０ ０ ７ １ －９
模 式 的 Ｂ Ｃ的量 子 隧 穿 现 象 ， 且 进 一 步研 究 了 Ｅ 并 不 同振 荡 之 间 的 转 变 ； 肖宇 飞等 ¨ 。 半 经典 理 论 。在 中研 究 了非 对 称 的 双 阱 中 的 Ｂ Ｃ的 量 子 隧 穿 现 Ｅ
¨研 究 了 量 子 涨 落 对 自捕 获 的影 响 。 Ｂ Ｃ拥 有 不 同 于单 体 Ｂ Ｃ的一 些新 的性 质 ， 量 象 。马 云 等 ¨ Ｅ Ｅ 如 在 周 子 隧 穿 和 量 子 相 干效 应 。量 子 隧 穿 现 象 包 括 两 个 此 外 ， 有 衰 减 效 应 、 期 调 制 和 噪 音 的情 况 下 ， Ｅ 弱 耦 合 凝 聚 体 之 间 的 Ｊｓｐ ｓｎ效 应 和 自捕 获 效 Ｂ Ｃ的量 子 隧 穿 现 象也 被 研 究 ¨。 。 ｏｅｈｏ
的动力行 为 ， 进行 了相应 分析 。 由于系统是 保守 系统 ， 临界 态时 原 子不 会 象有 衰 减效 应 时 一样 自动停 并 在 止 振荡 ， 而是会 作永不 停止 的无规 则 振荡 。原 子 振荡 在 Ｊｓｐ ｓｎ振 荡 和 自捕 获振 荡 之 间 的临 界态 时 既呈 ｏｅ ｈｏ 现 Ｊｓｐ ｓｎ振荡 的特征 ， ｏｅ ｈｏ 又呈现 自捕 获 振荡 的 特 征 ， 而在 百相 位模 式 自捕 获振 荡 和 （ ） ＝ 仃的 ｒｎ ｉｇ ０ ｕ ｎｎ ｐ ａｅ 式 自捕获 振荡之 间 的临界态 时既 呈现 订相位 模 式 自捕 获振 荡 的特征 ， ｈｓ模 又呈 现 （ ） ＝７ ０ 『的 ｒｎ ｉ ｕ ｎｎ ｇ ｐ ａｅ 式 自捕获振 荡 的特征 。 ｈｓ模
共振隧穿二极管
当左边的导带边上升高过E1，能够隧穿通过势垒 的电子数剧减。对应I-V特性的B-C段。
共振隧穿二极管的特点
1. 高频，高速工作。 高速物理机制，RTD本征电容小，有源区 短。 2. 低工作电压，低功耗。 电压为0.5V左右，工作电流为毫安量级，如 果材料生长过程中做一个预势垒，电流可降 到微安级。 3. 负阻，双稳和自锁特性。 4. 用少量器件完成多种功能。
共振隧穿二极管
学号：51101213025 姓名：郁士吉
典型隧道二极管的I-V特性
双异质结共振隧穿二极管： 一层薄的（<20nm），具有较窄带隙的半 导体材料（如GaAs、InAs或InGaAs），即 所谓的量子阱，夹在两层很薄的（<10nm） 具有宽带隙的半导体材料（如AlGaAs、AlSb、 AlAs）之间。 右图（a）为台面AlAs / GaAs / AlAs 谐振隧穿 二极管的截面图；
其他方面的研究：
微带振荡电路； 多谐振荡电路； 环形振荡电路； 基于共振隧穿二极管的蔡氏电路设计研究； 介观压阻型微压力传感器设计； 一种利用共振隧穿二极管简化电路的分频器设 计等。
参考文献：
钱博森.负阻器件负阻电路及其应用[M].天津：天津大学出版社，1993. John M Doyl著，吴志刚译.脉冲技术基础[M].北京：人民邮电出版社，1981:390415. Lin C H，Yang K，East J R，et a1．Ring oscillator using an RTD—HBT hetero structure[J]．Journal of the Korean Physical Society，2001，39(3)：572—575． 牛苹娟，王伟，郭维廉等.由RTD／MOSFET构成的压控振荡器的设计与实现[J].半 导体学报，2007,28（2）：289-293. 温延敦，张文栋．介观压阻效应[J]．微纳电子技术，2003，7(8)：41--43． 王瑞荣，杜 康，李孟委等.基于共振隧穿二极管的微机械陀螺设计[J].传感技术学 报，2010.5,23（5）:647-650. 张庆伟，温延敦.基于共振隧穿的位移传感器设计[J].传感器与微统,2009,28(2):6667. Wang M X, Sun C X. Light emission effect of double barrier structure Cu-Al2O3-MgF2Au tunnel junction[J ]. Progress in Natural Science( in Chinese) , 2000,10 (5) : 4732477. 王茂祥，聂丽程等.双势垒隧道发光结的结构特点及其性能分析[J].固体电子学研究 与进展,2008.3,28(1):16-19. 郭维廉，共振隧穿二极管中的电荷积累效应[J].纳米器件与技术,2006,4:172-176.
Dielectric-fibre surface waveguides for optical frequencies中文翻译
光频率介质纤维表面波导Dielectric-fibre surface waveguides for optical frequencies高锟(G.A. Hockham)关键词：光学纤维，波导摘要：折射率高于周围区域的介质纤维是作为在光频段引导传输的可能的介质的一种介电波导形式。
文章中讨论的这种特殊的结构形式是圆的横截面。
用作通信目的的光波导传播模式的选择通常主要考虑损耗特性和信息容量。
文章中讨论了介电损耗，弯曲损耗和辐射损耗并且讨论了与信息容量相关的模式稳定，色散和功率控制，同时也讨论了物理实现方面，也包含 了对对光学和微波波长的实验研究。
主要符号列表：n J = n 阶的第一类贝塞尔函数n K = 2π修正的第二类n 阶的变型贝塞尔函数β = g2λπ，波导的相位系数 n J ' = n J 的一阶导数n K ' = n K 的一阶导数i h = 衰减系数或辐射波数i ε = 相对介电常数0k = 自由空间传播系数a = 光纤半径γ = 纵向传播系数k = 波耳兹曼常数T = 绝对温度，Kc β = 等温可压缩性λ = 波长n = 折射率)(H i υ = 第υ阶Hankel 函数的第i 阶导数υH ' = υH 的导数 υ = 方位角传播系数=21υυj -L = 调制周期下标n 是整数，下标m 是n J = 0的第m 个根。
1. 简介折射率高于周围区域的介质纤维是一种介电波导，它代表了光频段中能量有向传输的一种媒介。
这种结构形式引导电磁波沿着不同折射率区域的特定边界传播，相关电磁场部分在光纤内部分在光纤外。
外部电磁场在垂直于传播方向上是逐渐消失的，以且在无穷远处以近似指数的形式衰减到零。
这种结构经常被称为开放波导，以表面波模式传播。
下面要讨论的是具有圆形截面的特种介质纤维波导。
2．介质纤维波导具有圆形截面的介质纤维能够传输所有的H 0m 模、E 0m 模和HE nm 混合模。
凝聚态物理中的声子与光子的耦合
凝聚态物理中的声子与光子的耦合引言声子（phonon）和光子（photon）是凝聚态物理中两种重要的激发态。
声子是晶体中的振动模式，描述晶格中原子或离子的振动，而光子是光的量子，描述了电磁波的微粒性质。
在凝聚态物理领域，研究声子和光子的耦合现象对于了解固体的光学和电学性质以及材料的性能具有重要意义。
本文将介绍凝聚态物理中声子与光子的耦合，并探讨其在材料科学和器件应用中的潜在应用。
声子的性质与耦合机制在晶体中，原子或离子围绕平衡位置发生振动，形成声子。
声子的性质可由晶体的势能函数和晶格结构决定。
晶格中的各种振动模式对应不同的声子，它们在长波极限下被称为声子色散关系。
声子的色散关系决定了声子的频率与波矢之间的关系，进而决定了声子的分布和传播性质。
声子与光子的耦合机制主要包括晶格吸收和散射过程。
晶格吸收是指光子与晶体中的声子相互作用并转化为声子的过程。
在晶体中，由于晶格中原子的周期性排列，光子的电场可以驱动晶格振动。
光子能量与声子能量的匹配程度决定了吸收过程的效率。
例如，当光子的能量与晶体中已有的声子模式的能量匹配时，光子就能被声子吸收并转化为相应的声子激发。
晶格弛豫是另一种重要的声子和光子耦合机制。
当光子与晶格作用时，光子的能量可以转化为声子的振动能量，这个过程被称为散射。
晶格弛豫通过声子的散射实现能量的传递和重新分布，影响光子在晶体中传播的速度和路径。
晶格弛豫也可以通过声子向光子的散射来改变光子的能量和频率。
声子与光子的耦合现象在材料的光学性质中起着重要作用。
光子的频率和极化状态可以通过与声子的相互作用来调控。
例如，在光学谱中，声子的吸收峰和散射峰可以用来表征材料的结构和振动模式。
声子-光子耦合还可用于调节材料的光学吸收、透射和反射等性质。
光子的性质与耦合机制光子作为光的微粒，具有电磁性质。
它是电磁波量子化的结果，在量子力学中被描述为量子场。
光子的频率和波矢与其能量和动量之间存在着确定的关系，即光子的色散关系。
光学微纳结构激子-声子耦合
光学微纳结构激子-声子耦合引言：光学微纳结构激子-声子耦合是研究光学材料中激子与声子相互作用的重要课题。
激子是由电子与空穴形成的电子-空穴对，而声子则是晶格振动模式。
光学微纳结构中的激子-声子耦合现象不仅在理论研究中有重要意义，也在光学器件和能源转换等应用中具有潜在应用价值。
本文将对光学微纳结构中的激子-声子耦合进行探讨。
一、激子和声子的基本概念激子是一种由电子和空穴通过库伦相互作用形成的束缚态。
在光学材料中，激子的存在对于光学性质起着重要作用。
而声子则是晶格的振动模式，它描述了晶格的能量和动量传递。
激子和声子都是凝聚态物理中的重要概念。
二、光学微纳结构中的激子-声子耦合光学微纳结构中的激子-声子耦合是指激子和声子之间的相互作用。
这种相互作用可以通过光谱技术来研究。
激子-声子耦合可以改变光学材料的光学性质，产生新的光学现象。
在一些特殊情况下，激子和声子之间的耦合可以达到强耦合的程度，形成新的准粒子，如极化子和极化声子。
三、光学微纳结构中的激子-声子耦合的研究方法研究光学微纳结构中的激子-声子耦合可以使用各种实验技术和理论模型。
实验技术包括透射光谱、拉曼光谱和激光光谱等。
理论模型可以使用密度泛函理论、紧束缚模型和微扰理论等。
通过实验和理论相结合的研究方法，可以更加全面地了解光学微纳结构中的激子-声子耦合机制。
四、光学微纳结构中激子-声子耦合的应用光学微纳结构中的激子-声子耦合不仅在理论研究中有重要意义，也在实际应用中具有潜在价值。
例如，激子-声子耦合可以用于改善太阳能电池的效率，提高光电转换效率。
此外，激子-声子耦合还可以用于制备新型的光学器件，如光学开关和光学放大器等。
结论：光学微纳结构中的激子-声子耦合是一个重要的研究课题，它不仅在理论上具有意义，还具有潜在的应用价值。
通过实验和理论相结合的研究方法，可以更好地理解光学微纳结构中的激子-声子耦合机制，并将其应用于光学器件和能源转换等领域。
光学微纳结构激子-声子耦合的研究将为光学材料和器件的发展提供新的思路和方法。
《隧穿场效应晶体管中声子及缺陷Zener辅助隧穿效应的研究》范文
《隧穿场效应晶体管中声子及缺陷Zener辅助隧穿效应的研究》篇一一、引言随着半导体技术的飞速发展，场效应晶体管作为重要的电子器件，其性能的优化与改进一直是科研人员关注的焦点。
在隧穿场效应晶体管（TFET）中，声子与缺陷的影响及其在Zener辅助隧穿效应中的角色显得尤为重要。
本文旨在探讨隧穿场效应晶体管中声子及缺陷Zener辅助隧穿效应的相关问题，以提升其电子性能和应用范围。
二、隧穿场效应晶体管简介隧穿场效应晶体管（TFET）是一种新型的电子器件，其核心机制为载流子在特定电场下的量子隧穿效应。
相比传统的金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），TFET具有更低的关断电流和更高的开关比，使其在低功耗、低噪声电路中具有巨大的应用潜力。
三、声子在隧穿场效应晶体管中的作用声子作为固体材料中的基本粒子，对晶体管的性能具有重要影响。
在隧穿场效应晶体管中，声子通过与载流子的相互作用影响电子的隧穿过程。
研究表明，适当调整声子态密度和传输速度可以优化载流子的隧穿过程，提高TFET的电子性能。
因此，通过研究声子在TFET中的作用机制，有助于进一步提升TFET的效率与性能。
四、缺陷Zener辅助隧穿效应概述缺陷Zener辅助隧穿效应是TFET中一种重要的物理现象。
由于材料中的缺陷和杂质，载流子在特定电场下可能发生Zener 隧穿现象。
这种隧穿过程与材料内部的能级结构、缺陷分布等因素密切相关。
通过研究缺陷Zener辅助隧穿效应的机制和影响因素，可以进一步优化TFET的电子性能和稳定性。
五、声子与缺陷Zener辅助隧穿效应的相互作用声子与缺陷Zener辅助隧穿效应在TFET中存在相互影响的关系。
一方面，声子可以改变材料的局部电场和能级结构，从而影响Zener隧穿过程；另一方面，Zener隧穿过程也可能产生额外的热能，影响声子的传输和分布。
因此，在研究TFET时，需要综合考虑声子和缺陷Zener辅助隧穿效应的相互作用机制。
共振隧穿
振峰“抹平”，电流峰与谷的比率减小。
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技术的进步
完美的GaAs/AlGaAs界面
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器件构想
• 在Tsu和Esaki研究工作初期就预言共振隧穿这 种量子输运特性可以作为新型量子器件的工作 原理，NDR可以作为新的信息处理和存储方 式。
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共振隧穿的预测
• Esaki和Tchu提出了共振隧 穿与共振隧穿器件的概念
• 其基础是半导体异质结构 • 1969年， Tsu和Esaki首先
从理论上预测到，在半导 体异质结构中会产生共振 隧穿（RT）现象
朱兆祥
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共振的概念
• 所谓共振隧穿是指在某一个能量值，电子的隧 穿概率出现尖锐峰值。
• 于是，光子能带、声子能带及与光声有关的其 他准粒子能带就出现在介电体超晶格中
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光学超晶格材料
• 介电体中引入的有序微结构，可以是对不同物理 参数的调制。
– 调制介电常数(或折射率)，为光子晶体，具有光 子能带
– 调制弹性常数，为声子晶体，具有声子能带 – 调制压电常数，为离子型声子晶体(Ionic-type
产生共振隧穿现象的？ 5、从半导体异质结构共振隧穿现象发现及器件
的发明能得到什么启发？
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“共振隧穿器件”目录
• 引言 • 半导体异质结构中的共振隧穿现象 • 共振隧穿器件输运理论 • RTD器件应用
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半导体异质结构中的共振隧穿现象
• 结构与现象描述
– 能带结构 – I-V特性 – 偏置条件 – 实际结构中的影响因素
【国家自然科学基金】_耦合量子阱_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140730
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
科研热词 推荐指数 量子阱 2 结合能 2 纤锌矿量子阱 2 束缚极化子 2 基态能量 2 高度调节 1 隧穿概率 1 隧穿寿命 1 透射系数 1 自旋极化输运 1 自旋极化率 1 能态分裂 1 电子-光学声子相互作用 1 波矢量耦合 1 极化子 1 有效质量 1 抛物量子阱 1 弱耦合束缚极化子 1 多通道滤波 1 双势垒量子阱系统 1 单负特异材料 1 光子辅助隧穿 1 三角量子阱 1 rashba效应 1 mocvd 1 ingan/gan量子阱 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
科研热词 被动锁模 直波导 环形激光器 激光技术 激光器 格兰-泰勒棱镜 大功率半导体激光器 多量子阱 双稳态 光参积 偏振耦合 yag激光器 si/sinx多量子阱 nd ingaasp多量子阱
53 rashba效应 54 alxga1-xn/gan双量子阱
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
量子阱的应用
3 量子阱器件的应用3 . 1 量子阱红外探测器量子阱红外探测器(QWIP)是20世纪90年代収展起来的高新技术。
与其他红外技术相比,QWIP具有响应速度快、探测率与HgCdTe探测器相近、探测波长可通过量子阱参数加以调节等优点。
而且,利用MBE 和MOCVD等先迚工艺可生长出高品质、大面积和均匀的量子阱材料, 容易做出大面积的探测器阵列。
正因为如此,量子阱光探测器,尤其是红外探测器受到了广泛关注。
QWIP是利用掺杂量子阱的导带中形成的子带间跃迁, 幵将从基态激収到第一激収态的电子通过电场作用形成光电流这一物理过程,实现对红外辐射的探测。
通过调节阱宽、垒宽以及AlGaAs中Al组分含量等参数, 使量子阱子带输运的激収态被设计在阱内(束缚态) 、阱外(连续态)或者在势垒的边缘或者稍低于势垒顶(准束缚态),以便满足不同的探测需要,获得最优化的探测灵敏度。
因此,量子阱结构设计又称为“能带工程”是QWIP最关键的一步。
另外,由于探测器只吸收辐射垂直与阱层面的分量,因此光耦合也是QWIP的重要组成部分。
基于QWIP焦平面阵列研制出的成像系统, 已经被广泛地应用于军事、工业、消防等领域,其小型化、便捷化的特点受到了人们的青睐。
(1)军事方面,QWIP在武器精确制导、战场监视与侦察、搜索和自动跟踪、探测地雷等方面都有广泛的应用。
(2)工业方面,QWIP可要用于各种设备的故障检测和产品的质量检测。
例如高压输电线路故障的检测十分困难, 可以利用量子阱红外探测器阵列制成的红外相机,从直升机上对故障収生的位置迚行准确定位。
产品的无损探伤及质量鉴定可以借助QWIP,这主要是指金属、非金属材料及其加工部件。
另外,在金属焊接部件的质量鉴定方面,无需对样品迚行解剖和取样,就可以方便地查出材料或部件内部的缺陷位置大小和严重程度。
(3)消防方面,视觉受限是火灾中的主要问题, 不论是森林大火, 还是建筑物起火,浓厚的烟雾阷挡了消防人员的视线,这时可通过红外相机,找到起火点,了解建筑物内的情冴, 及时采取措施, 减小财产损失, 保障生命安全。
《2024年隧穿场效应晶体管中声子及缺陷Zener辅助隧穿效应的研究》范文
《隧穿场效应晶体管中声子及缺陷Zener辅助隧穿效应的研究》篇一一、引言随着半导体技术的飞速发展，隧穿场效应晶体管（Tunneling Field-Effect Transistor，TFET）因其在低功耗计算领域的应用潜力，正受到广泛关注。
TFET作为一种新型的半导体器件，其性能的提升离不开对物理机制的深入理解。
特别是其中的声子作用及缺陷Zener辅助隧穿效应，对于优化TFET的电子传输机制和性能至关重要。
本文将重点研究TFET中声子及缺陷Zener辅助隧穿效应的物理机制，并探讨其在实际应用中的影响。
二、声子在隧穿场效应晶体管中的作用声子作为固体中传播的能量载体，在TFET中扮演着重要的角色。
声子不仅影响电子的传输速度，还能在隧穿过程中提供辅助作用。
在TFET中，声子通过与电子的相互作用，改变了电子的能级结构，进而影响电子的隧穿概率。
研究表明，通过调控声子的分布和能量，可以有效地提高TFET的电子传输效率。
三、缺陷Zener辅助隧穿效应的物理机制缺陷Zener辅助隧穿效应是指当晶体中存在缺陷时，电子可以通过这些缺陷形成额外的隧穿通道。
与传统的隧穿过程相比，这种效应可以在较低的电压下实现电子的传输，从而降低能耗。
在TFET中，缺陷Zener辅助隧穿效应对提高器件性能具有重要意义。
通过对晶体缺陷的研究和调控，可以有效地利用这种辅助隧穿效应，进一步提高TFET的传输效率。
四、声子与缺陷Zener辅助隧穿效应的相互作用声子与缺陷Zener辅助隧穿效应在TFET中是相互关联的。
一方面，声子的存在为电子提供了额外的能量，使得电子更容易通过缺陷形成隧穿通道；另一方面，缺陷的存在也为声子的传播提供了更多的路径，从而影响声子的分布和能量。
因此，在研究TFET时，需要综合考虑声子与缺陷Zener辅助隧穿效应的相互作用，以获得更好的器件性能。
五、实验研究及结果分析为了验证上述理论分析，我们进行了实验研究。
通过制备不同声子分布和晶体缺陷的TFET样品，我们观察了其电流-电压特性。
安龙 ,唐艳,章继东,姬扬,谭平恒,杨富华,郑厚植
安 龙，唐 艳 ，章继东，姬 扬，谭平恒，杨富华，郑厚植
中国科学院半导休研究所．超晶格与微结构国家重点实验室。 北京 １０８ ００３
摘 要 在一个特殊设计的三垒双阱异质结构中， 注人到人射端量子阱中的电子， 首先经过子带间弛豫填 充到较低能级，紧接着通过共振隧穿逃逸出后面的双势垒结构，流人收集电极，完成了整个输运过程。通
过比 较带间光荧光谱中Ｅ －Ｈ 与Ｅ －Ｈ 两峰的 ， Ｈ ， Ｈ 强度， 我们发现外加垂直磁场可以抑制子带间的Ｌ Ｏ声 子和Ｌ Ａ声子散射， 使能量较高的子带上出现了明显的非热平衡占据。这一发现提供了一种新的控制子带 间散射速率 （ 量子级联激光器的主要机制）的有效方法， 使得在量子阱子带间实现粒子数反转变得更加容
作ｔｌ ｇｔ 一 报道了 ］ 平行磁场具有降低高子带占 据的效应， 这已 经 从负磁阻现剔， 或 １ 激发态电 ０ 子与基态重空穴复合的荧光 峰强度减弱［ 等现象得到了证实。尽管如此， ［ ｎ ］ 垂直磁场
（ 沿生长方向）对于子带间粒子数反转所能产生的影响还没 有详细研究过。在本工作中， 我们通过外加垂直磁场， 使注 人电子在基态和激发态之间重新分布， 从而在特殊的三势垒 隧穿结构 （Ｂ Ｓ Ｔ Ｔ ）的人射端量子阱中的高子带上实现了非 热平衡的稳态占据。处于共振偏置的－ － 在外加垂直磁场 １Ｉ －＇ ＢＳ 的作用下， Ｌ谱呈现出新的性质。随着外磁场的增大， 其Ｐ Ｐ 谱出现明显的红移 （ Ｌ 最大可为 ３ － Ｖ ，并且由一个峰 ６ ） ｅ
ＧＡ （．ｘ － ＇ｉ ａｓ ６ １＇．－ 掺杂）的缓冲层， １ ０ ｓ Ｓ 我们将它指认为 Ｄ －ｏ ｏ 碳施主一 Ａ 受主的Ｅ 发光。实验中观测到的微弱红移， ｎ 可归结为杂质态电子的波函数在磁场作用下收缩导致的杂质 ４０ 束缚能的变大，这同时也解释了发光峰在磁场下增强的原 司 号 因。低能方向 （ 零磁场时能量位置为 １５ ｅ ）的荧光峰代 ． Ｖ ０ ‘ 已 ３０ 表的 是磁场下宽阱内Ｅ － 跃迁发光。随着磁场的增大， ， ｆ Ｈ， 二 口 它除了由于Ｅ 子带占据数的减少而表现出强度减弱以外， ， 还发生了最大为３ ｍ Ｖ的反常红移， ６ ｅ 这可以通过下面的讨 论给出比 较合理的 解释。由于样品中 含有的１ ｆ 弱掺杂 ．ｕ ２ ｎ ＧＡ 缓冲层具有较大的电阻，所以，加在样品上的外加偏 ａｓ 压是由它与Ｔ Ｔ 共同承担的。由图 Ｉ可知，对处于共振 ＢＳ ｓ ０一 ； 卜一 二 ， ＿Ｌ ＿一 偏置下的样品，随着外磁场的变大，隧穿电流逐渐减小，这 ０ ０ １ １ ２ 刀 ． ５ ． ０ ． ５ ２ 石 ３０ 石 ． ３ 反映了同一时刻」 Ｔ 结构电阻的增大 （ ＢＳ 弱渗杂层的电阻基 Ｂｉｓ ａＮ 本不随磁场发生变化） 。电阻增大使得 Ｔ Ｔ 上的电压降增 ＢＳ ｓ ｒ ｏ ｆ ｅ ｕ ｅｔ 珑 ． ｒ ｓｃ ｐｅ ｉ ｏｔ ｎｌ ｃｒ ｎ 勿 １ ａｔ ｕ ｓ ｎ ｕ 吨 Ｄ ｉ ｐ ｎ ｒ 大， 从而导致Ｔ Ｔ 偏离共振条件。随之， ＢＳ 它的电阻也将进 ｐｒｅｄ ｕ ｒ ｇｅｃ ｄ ｅ ｎｉ ｌ ｍ ｎ ｔ ｆｌ ｐ ｃａ ａ ｉ ｉ ｓ ｅ （） ｃｒｓ ｓ ｅ ｉｔ ｄｆｅｔ ｎｔ ｆｌ ｕ ｔ５０ ｔ 一步变大， ａ Ｉ ｕ ｅｒ ｕ ｄ ｈ ｉ ｒ ｔ ｇｅｃ ｓ ｏ Ｔ Ｎ ｖ ｅ ｒ ｎ ｆ ｎ ｎ ｉ ｉ ｐ ． ａ ｅ ｅ ｅ ｅ ｄ 其上的分压降进一步增加， 进一步使它偏离共振 ｔ ｐｒｕ ４２ Ｔ ｅ ｔ ｗ ｔ ｂｎ ｅ ｅ ｆ ｏ ｔ ｄ－ 条件。外加磁场造成样品中Ｔ Ｔ 上的电压降类似正反馈那 ｅ ｅ ｔ ｏ ． Ｋ ｈ ｉｅ ｓ ｓ ａｄ ｐ ｉ ｆ ｅ ｍ ａ ｒ ｆ ． ｎ ｌ ｅ ｓ ｎ ｈ ｅ ｄ ｒ ｌ ｈ ｇ ｏ ｅ ｅ ＢＳ ｖ ｄ ｎ ａｖ ｂ ｓ （） ｃ ｅｍ ａ ｒ ｉｔ ｄｆｅ ｎｇ ｉ ｕ ｅ ｅ ｔｅ ． Ｉ ｕ ｓ ｓ ｅ ｎ ｉ ｒ ｔ － 样不断地增大． ｅ ｃ ｎ ｒ ｉ ｉ ｂ Ｎ ｒ ｅ ｕ ｄ ｈ ｆ ｎ ， ｇ ａ ｖ ｅ ｅ ａ 并产生量子限制斯塔克效应，使荧光峰出现 ｎ ｉｆｌ 叩 ｔ５ Ｇｕ ａａ ｅｖ ｅ ｔ ｐ ａ ｒｏ４ Ｋ ｅｃ ｓ ｏ ０ ａｓ ｔ ｌａｄ ｅ ｔ ８ ｔ ｉ ｅ ｄ ００ ｓ ｎ ｔ ｅ ｒｕ ｆ ｅ ｍ ｅ 异常明显的红移。随着磁场逐步增大至 １３ Ｐ ． Ｔ Ｌ谱中在 ， 最初的两个峰之间出现了一个新的峰，如图２ ，图 ３ 。同 为了进一步确认对于各个电流峰的指认，我们采用两种 Ｅ－ １ １Ｈ 跃迁峰的行为一样， ｆ 它也随磁场增大发生红移， 只 方法来估算Ｅ Ｅ 子能级间的能级间 Ｅ ： 距Ａ Ｕ。首先， 我们 是程度较弱。强磁场下，它与 Ｅ ＊的能量间距大约为 １ ４ 假定图１ 中在 １７ ６ ． Ｖ处发生共振的能级为Ｅ 和厂： 此时 ， ， ｍ Ｖ， ｅ 这要比我们在无磁场、 不考虑光激发的条件下估算的 外加电场所需提供的能级差应为 ４ ． ｍ Ｖ （ ８８ ｅ 在平带情况下 ｝ ａ ｍ Ｖ Ｅ （５ ）要小。这可以部分的归因于光照引起的空间 ２ ｅ 计算出的能级位置为． ｌ ． ｍＶ Ｅ Ｅ ＝７４ ，２＝２． ｍ Ｖ Ｅ， 电 效 我 在以 ｅ ９５ ，＇ ｃ 荷 应。 们 前的 工作中１证实， 本文 ［ ９ ］ 在与 结构相 同的样品中。子带间距 Ａ 将随垂直电场增大而增大。反 Ｅ ＝５ ．ｍ Ｖ 。由于两个电流峰之间的间距约为０９ ６２ ） ｅ ． Ｖ，我
共振隧穿
共振隧穿————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:共振隧穿器件及共振隧穿晶体管共振隧穿晶体管（RTT）是共振隧穿器件的一种，它与共振隧穿二极管（RTＤ）一样都是利用量子共振隧穿效应而制成的一种高速纳米电子器件。
共振隧穿器件由于具有高频、高速、低功耗、负阻、双稳、自锁及用少量器件完成多种逻辑功能等特点,因而在未来电子信息技术领域中具有很大的发展潜力。
1共振隧穿器件1．1共振隧穿效应共振隧穿器件是以共振隧穿效应为物理依据,共振隧穿效应是量子隧穿效应的一种特殊情况。
如图１所示，若Ⅰ区、Ⅲ区和Ⅴ区均是金属、半导体或超导体,而Ⅱ区与Ⅳ区是极薄的绝缘层（厚度约为0.1nm)。
图1 势垒形状设电子开始处在左边的金属中,可认为电子是自由的,在金属中的势能为零。
由于电子不易通过绝缘层,因此绝缘层就像一个壁垒，我们将它称为势垒。
一个高度为U0、宽为ａ的势垒,势垒右边有一个电子,电子能量为E。
因电子的能量小于区域Ⅱ中的势能值U0，若电子进入Ⅱ区,就必然出现“负动能”,这是不可能发生的。
但用量子力学的观点来看，电子具有波动性,其运动用波函数描述，而波函数遵循薛定谔方程,求解薛定谔方程可知电子在Ⅱ区甚至Ⅲ区等区域出现的概率不为零。
像这种电子穿透比它动能更高的势垒的现象，称为隧穿效应。
它是粒子波动性的表现。
图2共振隧穿效应类比图而共振隧穿可以简单理解为,在某一个能量值时电子的隧穿机率出现尖锐峰值。
这种现象类似于光通过两个平行界面构成像Ｆａbry－Peｒot标准具这样的光学滤波器一样，光强作为波长的函数,形成尖锐的跃迁峰值，如图2所示。
１.２共振隧穿器件分类共振隧穿器件的分类如表1所示。
表1 共振隧穿器件的分类种类结构分类工作原理特点RTDRTD在同一能带（导带或价带）中发生共振隧穿，期间的发射区、势阱和集电区为同种或相近材料两端,特性不能调制，速度、频率高RＩTD在不同带间发生共振隧穿，E、Ｃ区为一种能带或材料，势阱为另一种能带或材料两端,特性不能调制,一般ＰＣVＲ较大ＲＴTGＲＴT通过栅极的shｏｔtky结或势阱区的pn结来控制RTＤ的电流三端，特性可调，速度比RTＤ低RTMＥSＦＥT以RTＤ的双势垒结构为源区的MESFEＴ器件,其I DＶDS特性上也存在负阻特性三端,具有电流增益，又分为纵横两种结构ＲＴＢT以RＴD的双势垒结构作为发射区的双极管或HBT三端，具有电流增益RHET以RTD的双势垒结构作为发射极的热电子晶体管三端,具有电流增益ORＴDOＲＴD 以光信号改变ＲTＤ的负阻特性光触发,两端负阻器件ＲTD型光调制基于RTD的光调制器光调制器的一种器共振隧穿器件可以应用于三个方面:一个是用于模拟电路，做成微波和毫米波振荡器等;另一个是用于高速数字电路,与ＭESFEＴ,ＨBT,HＥMT等进行集成构成高速数字电路;还可以用ORＴＤ或与常规光电探测器件构成高速光电集成电路。
共振隧穿
共振隧穿共振隧穿器件及共振隧穿晶体管共振隧穿晶体管（RTT）是共振隧穿器件的一种，它与共振隧穿二极管（RTD）一样都是利用量子共振隧穿效应而制成的一种高速纳米电子器件。
共振隧穿器件由于具有高频、高速、低功耗、负阻、双稳、自锁及用少量器件完成多种逻辑功能等特点，因而在未来电子信息技术领域中具有很大的发展潜力。
1共振隧穿器件1.1 共振隧穿效应共振隧穿器件是以共振隧穿效应为物理依据，共振隧穿效应是量子隧穿效应的一种特殊情况。
如图1所示，若Ⅰ区、Ⅲ区和Ⅴ区均是金属、半导体或超导体，而Ⅱ区与Ⅳ区是极薄的绝缘层（厚度约为0.1nm）。
图1 势垒形状设电子开始处在左边的金属中，可认为电子是自由的，在金属中的势能为零。
由于电子不易通过绝缘层，因此绝缘层就像一个壁垒，我们将它称为势垒。
一个高度为U、宽为a的势垒，势垒右边有一个电子，电子能量为E。
因电子的能，若电子进入Ⅱ区，量小于区域Ⅱ中的势能值U就必然出现“负动能”，这是不可能发生的。
但用量子力学的观点来看，电子具有波动性，其运动用波函数描述，而波函数遵循薛定谔方程，求解薛定谔方程可知电子在Ⅱ区甚至Ⅲ区等区域出现的概率不为零。
像这种电子穿透比它动能更高的势垒的现象，称为隧穿效应。
它是粒子波动性的表现。
图2 共振隧穿效应类比图而共振隧穿可以简单理解为，在某一个能量值时电子的隧穿机率出现尖锐峰值。
这种现象类似于光通过两个平行界面构成像Fabry-Perot 标准具这样的光学滤波器一样，光强作为波长的函数，形成尖锐的跃迁峰值，如图2所示。
1.2共振隧穿器件分类共振隧穿器件的分类如表1所示。
表1 共振隧穿器件的分类种类结构分类工作原理特点RTDRTD在同一能带（导带或价带）中发生共振隧穿，期间的发射区、势阱和集电区为同种或相近材料两端，特性不能调制，速度、频率高RITD在不同带间发生共振隧穿，E、C区为一种能带或材料，势阱为另一种能带或材料两端，特性不能调制，一般PCVR较大RTTGRTT通过栅极的shottky结或势阱区的pn结来控制RTD的电流三端，特性可调，速度比RTD低RTMESFET以RTD的双势垒结构为源区的MESFET器件，其IDVDS特性上也三端，具有电流增益，又分为纵存在负阻特性横两种结构RTBT 以RTD的双势垒结构作为发射区的双极管或HBT三端，具有电流增益RHET 以RTD的双势垒结构作为发射极的热电子晶体管三端，具有电流增益ORTDORTD以光信号改变RTD的负阻特性光触发，两端负阻器件RTD型光调制器基于RTD的光调制器光调制器的一种共振隧穿器件可以应用于三个方面：一个是用于模拟电路，做成微波和毫米波振荡器等；另一个是用于高速数字电路，与MESFET，HBT，HEMT 等进行集成构成高速数字电路；还可以用ORTD 或与常规光电探测器件构成高速光电集成电路。
《多层半导体材料中光学声子的辅助共振隧穿》范文
《多层半导体材料中光学声子的辅助共振隧穿》篇一一、引言随着科技的发展，多层半导体材料在光电子学和微电子学中的应用越来越广泛。
其中，光学声子在多层半导体材料中的行为特性，特别是其在共振隧穿过程中的作用，成为了研究的热点。
本文旨在探讨多层半导体材料中光学声子如何辅助共振隧穿，以期为相关领域的研究提供有益的参考。
二、多层半导体材料概述多层半导体材料由多种不同性质的半导体层构成，其电子能级结构复杂且具有独特的光电性能。
这些材料在光电器件、微电子器件等领域具有广泛的应用前景。
然而，其复杂的电子能级结构也给研究带来了挑战，尤其是光学声子在其中的行为特性。
三、光学声子的性质与作用光学声子是一种特殊的声子模式，其振动频率与光子相近。
在多层半导体材料中，光学声子对电子的传输具有重要影响。
当电子在多层半导体材料中传输时，会与光学声子发生相互作用，这种相互作用可能导致电子的共振隧穿。
四、光学声子辅助的共振隧穿在多层半导体材料中，光学声子可以辅助电子实现共振隧穿。
当电子的能量与层间能级差相匹配时，光学声子的能量可以提供额外的动量，使电子能够克服势垒，实现隧穿。
这种过程被称为光学声子辅助的共振隧穿。
五、实验与模拟研究为了研究多层半导体材料中光学声子辅助的共振隧穿现象，我们进行了实验和模拟研究。
实验中，我们利用扫描隧道显微镜观察了电子在多层半导体材料中的传输过程，并记录了光学声子对电子传输的影响。
同时，我们还利用计算机模拟软件对这一过程进行了模拟，以验证实验结果的准确性。
六、结果与讨论实验和模拟结果表明，光学声子在多层半导体材料中确实可以辅助电子实现共振隧穿。
此外，我们还发现，光学声子的能量、频率以及层间能级差等因素都会影响电子的隧穿过程。
这些结果为进一步优化多层半导体材料的光电性能提供了有益的参考。
七、结论本文研究了多层半导体材料中光学声子的辅助共振隧穿现象。
通过实验和模拟研究，我们发现光学声子可以有效地辅助电子实现共振隧穿，从而提高多层半导体材料的光电性能。
双钙钛矿自陷激子和载流子声子耦合
双钙钛矿自陷激子和载流子声子耦合下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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《2024年几种非对称结构二维材料中的电-声子相互作用》范文
《几种非对称结构二维材料中的电-声子相互作用》篇一一、引言非对称结构二维材料（AS-2D Materials）在物理性质、化学特性和技术应用等方面，展现了极其丰富多样的性质。
特别是在其电子行为和声子动力学的交叉研究中，非对称性被认为能有效地调整材料的电子结构和动态特性。
因此，探究这种非对称性在电-声子相互作用中的作用具有重要的学术和工业价值。
本文将针对几种具有典型非对称结构的二维材料，分析其电-声子相互作用的机理与影响。
二、非对称结构二维材料的分类及特性非对称结构二维材料主要包括扭曲石墨烯、过渡金属二硫族化合物（TMDs）以及某些具有特殊结构的纳米片层等。
这些材料具有独特的电子能带结构，其电子态密度分布和电子迁移率等特性因非对称性而显著不同。
此外，这些材料的声子模式也因非对称性而具有独特的振动模式和能量分布。
三、电-声子相互作用的基本理论电-声子相互作用是电子和声子（即材料内部的振动能量）之间相互作用的结果。
当电子在材料中运动时，它们会与材料的振动模式（即声子）发生耦合和交换能量，这直接影响到材料的电子传输、热导率和光电器件性能等。
这种相互作用是决定材料宏观性质的重要因素之一。
四、非对称结构二维材料中的电-声子相互作用在非对称结构的二维材料中，电-声子相互作用由于材料的独特性而表现得更加强烈和复杂。
扭曲石墨烯等材料的能带结构和振动模式导致了电-声子耦合的独特方式。
具体来说，电子在运动过程中会与特定的声子模式发生共振或反共振，从而影响电子的传输速度和能量损失。
此外，这种相互作用还可能引发新的物理现象，如热电效应和压电效应等。
五、典型材料分析以下针对几种具有代表性的非对称结构二维材料进行具体分析：1. 扭曲石墨烯：由于其特殊的几何结构和电子能带结构，扭曲石墨烯的电-声子相互作用表现出强烈的各向异性。
这种各向异性不仅影响了电子的传输速度和效率，还可能引发新的电子-声子耦合模式。
2. 过渡金属二硫族化合物（TMDs）：这类材料具有丰富的振动模式和电子态密度分布。
量子力学中的隧穿效应的原理及其应用
量子与统计物理课题论文论文名称：量子力学中隧穿效应的原理及其应用所在班级：材料物理081小组成员：黄树繁（08920107）蒋昌达（08920108）摘要：量子隧穿效应为一种量子特性，是如电子等微观粒子能够穿过它们本来无法通过的“墙壁”的现象。
这是一种特殊的现象，这是因为根据量子力学，微观粒子具有波的性质，而有不为零的几率穿过位势障壁。
本文主要介绍量子隧穿效应的基本原理、简单和稍微复杂一点的情况的推导过程，然后介绍下隧穿效应在实际中的应用—扫描隧道显微镜（STM）。
关键词：量子力学；隧穿效应；STMAbstract:Tnneling effect is a property of quantum,is a effect of Microscopic particles ,for example electrons,can get through “barriers” which they cannot used to.It is a unique phenomenon in Quantum mechanics which do not exist in classical mechanics. This paper mainly introduce the basic principle of QM,and conduct the mathematical derivation of the modle. Finally,we introduce an important application in practice of quantum tunneling effect—Scanning Tunneling Microscope.Key Word: Quantum mechanics;Tunneling effect;STM0.引言对于一个经典粒子(具有一定的有效质量)在外加电磁场中的行为服从牛顿力学，同时还受到声子、杂质等的散射，无须考虑量子效应 ( 尺寸引起的量子化、量子力学隧穿透效应、量子相干效应等)。