Diodo

Los diodos de efecto túnel. Son dispositivos muy versátiles que pueden operar como detectores, amplificadores y osciladores. Poseen una región de juntura extremadamente delgada que permite a losportadores cruzar con muy bajos voltajes de polarización directa y tienen una resistencia negativa, esto es, la corriente disminuye a medida que aumenta el voltaje aplicado.

El desarrollo de lamecánica cuántica hace posible el descubrimiento de nuevos efectos, imposibles desde un punto de vista clásico. Quizás el más popular es el efecto túnel, donde, haciendo una comparación rápida y mala, es comosi al tirar una pelota a una pared, la atravesara sin tocarla. Así es como se desprende de un análisis de una situación análoga, a través de la ecuación de Schrödinger.

La pared cuántica

Veamosprimero qué se entiende por “pared”, y qué le ocurre a un electrón cuando llega a ésta. La energía de una partícula siempre es la suma de su energía cinética, y la energía potencial. Por tanto, suenergía siempre será igual o mayor que la potencial. Los casos en que la energía es menor que a potencial, desde la física clásica, representan estados imposibles de alcanzar por parte de una partícula.Así, el punto en que la energía total se iguala a la potencial representa un “punto de retorno”, la partícula no puede avanzar, sino que debe retroceder. Es el equivalente a una “pared”.

En lafigura, la energía del electrón de arriba es mayor que el escalón, y por tanto lo supera, perdiendo un poco de energía cinética. El electrón de abajo en cambio, debe retroceder tras llegar al punto enque su energía es igual a la energía potencial, y por tanto, su energía cinética se anula en ese punto.

Analicemos la situación del segundo electrón desde el punto de visto cuántico, con la ecuaciónde Schrödinger.

La ecuación a resolver es la siguiente:

cuya solución, vimos en la entrada anterior, es una combinación de seno y coseno. La combinación de seno y coseno, por la fórmula de...