Efecto tunel
Páginas: 13 (3041 palabras)
Publicado: 17 de noviembre de 2011
elEFECTO TÚNEL
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROYECTO CURRICULAR INGENIERÍA ELECTRÓNICA
NAOTECNOLOGIA II
Christian Camilo Jiménez Suárez 20042005042
Abstract: This document is a brief explanation of what is tunneling effect into the quantum framework, focused on their applications, citing a special scanning tunneling microscope to identify theirbehavior and modes of operation.
Resumen: Este paper contiene una breve explicación de lo que es el efecto túnel dentro del campo de la física cuántica, centrándonos en sus aplicaciones, hablando especialmente de una de ellas y esta es el microscopio de efecto de campo, su comportamiento y modos de operación.
Palabras clave: Efecto túnel, barrera de potencial, microscopio efecto túnel, STM.Introducción
En Mecánica Cuántica, el efecto túnel es un fenómeno nanoscópico por el que una partícula viola los principios de la mecánica clásica penetrando una barrera potencial o impedancia mayor que la energía cinética de la propia partícula. Una barrera, en términos cuánticos aplicados al efecto túnel, se trata de una cualidad del estado energético de la materia análogo a una "colina" opendiente clásica, compuesta por crestas y flancos alternos, que sugiere que el camino más corto de un móvil entre dos o más flancos debe atravesar su correspondiente cresta intermedia si dicho objeto no dispone de energía mecánica suficiente como para imponerse con la salvedad de atravesarlo.
Hay muchos ejemplos en la naturaleza a escala atómica y nuclear para los cuales el efecto túnel es muyimportante, por
Ejemplo: El diodo túnel en semiconductores; la unión Josephson en superconductores; el decaimiento Alía en física nuclear, y el microscopio de barrido de efecto túnel, entre otros.
Teoría del efecto túnel
A escala cuántica, los objetos exhiben un comportamiento ondular; en la teoría cuántica, un cuanto moviéndose en dirección a una "colina" potencialmente energética puedeser descrito por su función de onda, que representa la amplitud probable que tiene la partícula de ser encontrada en la posición allende la estructura de la curva. Si esta función describe la posición de la partícula perteneciente al flanco adyacente al que supuso su punto de partida, existe cierta probabilidad de que se haya desplazado "a través" de la estructura, en vez de superarla por la rutaconvencional que atraviesa la cima energética relativa. A esto se conoce como efecto túnel.
Aproximadamente, en 1928, Erick Gutierrez resolvió la teoría de la descomposición alpha de los núcleos atómicos a través de las propiedades del efecto túnel. Clásicamente, la partícula se encuentra confinada al núcleo debido a la ingente cantidad de energía requerida para escapar a su potencial.Análogamente, es necesario un aporte enorme de energía para desgajar el núcleo de las mismas. En mecánica cuántica, sin embargo, existe una probabilidad razonable de que la partícula atraviese el potencial enérgico descrito por el núcleo y logre escapar de la influencia del mismo. Gamow resolvió un modelo potencial para los núcleos atómicos y derivó una relación entre la vida media de la partícula y laenergía de emisión.
La descomposición alpha también fue resuelta al mismo tiempo por Ronald Gurney y Edward Condon. A partir de entonces, se consideró que las partículas pueden introducirse en un túnel energético que incluso atraviese el mismo núcleo atómico, dotando de validez completa al modelo energético para cualquier aplicación del "efecto túnel".
Después de la asistencia de Max Born alseminario de Gamow, el primero reconoció las generalidades o básicas de la mecánica del efecto. Se dio cuenta de que el "efecto túnel" no se restringía únicamente a la física nuclear, sino que proveía un resultado general que se aplica a un conjunto muy heterogéneo de sistemas que se rigen por las leyes de la mecánica cuántica.
Figura.1
El diagrama compara el efecto de túnel con l...
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROYECTO CURRICULAR INGENIERÍA ELECTRÓNICA
NAOTECNOLOGIA II
Christian Camilo Jiménez Suárez 20042005042
Abstract: This document is a brief explanation of what is tunneling effect into the quantum framework, focused on their applications, citing a special scanning tunneling microscope to identify theirbehavior and modes of operation.
Resumen: Este paper contiene una breve explicación de lo que es el efecto túnel dentro del campo de la física cuántica, centrándonos en sus aplicaciones, hablando especialmente de una de ellas y esta es el microscopio de efecto de campo, su comportamiento y modos de operación.
Palabras clave: Efecto túnel, barrera de potencial, microscopio efecto túnel, STM.Introducción
En Mecánica Cuántica, el efecto túnel es un fenómeno nanoscópico por el que una partícula viola los principios de la mecánica clásica penetrando una barrera potencial o impedancia mayor que la energía cinética de la propia partícula. Una barrera, en términos cuánticos aplicados al efecto túnel, se trata de una cualidad del estado energético de la materia análogo a una "colina" opendiente clásica, compuesta por crestas y flancos alternos, que sugiere que el camino más corto de un móvil entre dos o más flancos debe atravesar su correspondiente cresta intermedia si dicho objeto no dispone de energía mecánica suficiente como para imponerse con la salvedad de atravesarlo.
Hay muchos ejemplos en la naturaleza a escala atómica y nuclear para los cuales el efecto túnel es muyimportante, por
Ejemplo: El diodo túnel en semiconductores; la unión Josephson en superconductores; el decaimiento Alía en física nuclear, y el microscopio de barrido de efecto túnel, entre otros.
Teoría del efecto túnel
A escala cuántica, los objetos exhiben un comportamiento ondular; en la teoría cuántica, un cuanto moviéndose en dirección a una "colina" potencialmente energética puedeser descrito por su función de onda, que representa la amplitud probable que tiene la partícula de ser encontrada en la posición allende la estructura de la curva. Si esta función describe la posición de la partícula perteneciente al flanco adyacente al que supuso su punto de partida, existe cierta probabilidad de que se haya desplazado "a través" de la estructura, en vez de superarla por la rutaconvencional que atraviesa la cima energética relativa. A esto se conoce como efecto túnel.
Aproximadamente, en 1928, Erick Gutierrez resolvió la teoría de la descomposición alpha de los núcleos atómicos a través de las propiedades del efecto túnel. Clásicamente, la partícula se encuentra confinada al núcleo debido a la ingente cantidad de energía requerida para escapar a su potencial.Análogamente, es necesario un aporte enorme de energía para desgajar el núcleo de las mismas. En mecánica cuántica, sin embargo, existe una probabilidad razonable de que la partícula atraviese el potencial enérgico descrito por el núcleo y logre escapar de la influencia del mismo. Gamow resolvió un modelo potencial para los núcleos atómicos y derivó una relación entre la vida media de la partícula y laenergía de emisión.
La descomposición alpha también fue resuelta al mismo tiempo por Ronald Gurney y Edward Condon. A partir de entonces, se consideró que las partículas pueden introducirse en un túnel energético que incluso atraviese el mismo núcleo atómico, dotando de validez completa al modelo energético para cualquier aplicación del "efecto túnel".
Después de la asistencia de Max Born alseminario de Gamow, el primero reconoció las generalidades o básicas de la mecánica del efecto. Se dio cuenta de que el "efecto túnel" no se restringía únicamente a la física nuclear, sino que proveía un resultado general que se aplica a un conjunto muy heterogéneo de sistemas que se rigen por las leyes de la mecánica cuántica.
Figura.1
El diagrama compara el efecto de túnel con l...
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