生活中的量子现象
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下面建立一个最(二十分理想化的)简 单的模型,来考察一下CPU设计在考虑了 于是...... 于是...... 量子效应后会有什么限制。 接近原子尺度量级的电路设计不得不考 虑到量子效应。这里我将就其中的势垒穿 透效应讨论一下。
使用最简单的 一维方势垒来 描述上图的情 形 (增98)
其势函数如下,其中Vo为中间的电介质所 造成的势垒。
想继续看我扯的,那就继续看吧。
不想的,点这wk.baidu.com 点这里。 点这里
实际上,生活中的“量子现象”无处 不在,就说一个生物学中的例子吧: 因此,如果你走在大街上,却发现旁边 人类的DNA序列含有四种核苷酸。用字 一人特像刘德华——那也不必惊奇。这 母表示就是A,C,T,G.而人类外表的不同也有 只不过是DNA序列“量子化”的实际表 相应DNA序列控制。由于DNA序列的长度是 现而已。☺ 有限的,而序列的变化是“量子”化的,即 只能对ACTG这四种元素进行排列组合。可 想而知,序列的组合数目是有限的。 (此处的“量子化”看上去与数学中的 “离散”差不多)
2 m(V
− E) /h
基本计算: CPU的基底一般都是用硅单晶做的。作为近 似,可令Vo=u*a,其中u为Si的介电强度 (即介质的击穿场强)。 将Vo代入,可知透射率由u与a决定。 代入,可知透射率由u 大家可以自己计算一下,比如令 a=100nm,u=1-3V/μm(这个是估计值)。 a=100nm,u=1-3V/μm(这个是估计值)。 (我一时找不到相关资料,这里就不具体算 了~~~~)
所以结论是: 这个计算太简单啦! 这个计算太简单啦!嘛都没考虑,所以说, 这里只是提出一个问题,并介绍一些思想。 总而言之,言而总之,用这个模型计算基 本上是不对地。 随着技术的发展,电子学中用到的学科也 越来越广泛。其中在微电子方面,量子力 学也越来越多的渗入其中。如大家常用到 的闪盘,其内部的存储芯片FlashMemory也 的闪盘,其内部的存储芯片FlashMemory也 用到了隧道效应。
讨论: 首先,用硅的介电强度来计算势垒并不准 确。在微观量子尺度应该用更基本的一些 参数,比如Si单晶的有关能带结构之类的参 参数,比如Si单晶的有关能带结构之类的参 量。 使用的透射系数没有计入任何有关媒介的 信息,电子在导体中的传播毕竟与真空中 不同,而半导体的情况也许更加复杂。在 网上看到的一个贴子提出此系数与介质的 介电常数也有关系。
生活中的量子现象
一些可能被你忽略的事实…… 一些可能被你忽略的事实……
就拿微型计算机所用的CPU来说吧,芯片 就拿微型计算机所用的CPU来说吧,芯片 光刻工艺已经使刻线的分辨率达到亚微米量 级。例如Intel Pentium 4 Prescott处理器和 级。例如 AMD Athlon 64 Winchester处理器为90nm工 处理器为90nm工 艺,即两导线之间的距离只有90nm,下一步将 即两导线之间的距离只有90nm,下一步将 发展为65nm,甚至更小。 发展为65nm,甚至更小。
全部内容到此结束,就这么多啦。
这里写的东东大部分都 是我自己扯的,绝对DIY, 是我自己扯的,绝对 如有雷同,纯属偶然; 如有错误,还请见谅。 谢谢观看。
PRESENTED BY Asky’s studio Asky’ 2006.5.27
V0, V(x) = 0,
(参见量子力学课本98-101页) 参见量子力学课本98-101页 98
0<x<a x > a, x < 0
经查书可知,我们需要的透射系数如下:
= 1 +
0
T =
S
2
sh
2
βa
E E (1 − V o V 0
)
− 1
β =