![]() КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Туннельный эффектСтр 1 из 7Следующая ⇒ Факультет физико-математических и компьютерных наук Кафедра электроники телекоммуникаций и компьютерных технологий КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине «Физические основы электроники и электротехники» на тему:
«Эффект туннелирования в электронике» Выполнил: Студент группы ИС-2 Черных Ярослав Владиславович (подпись)___________________
Проверил: к.п.н., доцент Мицук Сергей Васильевич
Липецк 2014 Содержание
1. Туннельный эффект. 3 2.1. КОНТАКТ МЕТАЛЛ-МЕТАЛЛ.. 6 2.2. СТРУКТУРА МЕТАЛЛ-ДИЭЛЕКТРИК-МЕТАЛЛ.. 10 2.3. ТОКОПЕРЕНОС В ТОНКИХ ПЛЁНКАХ.. 13 2.4. ТУННЕЛЬНЫЙ ПРОБОЙ В p-n-ПЕРЕХОДЕ.. 16 2.5. ЭФФЕКТЫ ДЖОЗЕФСОНА.. 18 2.6. ЭФФЕКТ ФРАНЦА-КЕЛДЫША.. 21 3. ТУННЕЛЬНЫЙ ДИОД.. 23 ЛИТЕРАТУРА.. 29
Туннельный эффект
- если энергия частицы будет больше высоты барьера (E>U0), то частица беспрепятственно проходит над барьером; - если же энергия частицы будет меньше высоты барьера (E<U0), то частица отражается и летит в обратную сторону; сквозь барьер частица проникнуть не может. Совершенно иначе поведение частицы по законам квантовой механики. Во-первых, даже при E>U0 имеется отличная от нуля вероятность того, что частица отразится от потенциального барьера и полетит обратно. Во-вторых, при E<U0 имеется вероятность того, что частица проникнет «сквозь» барьер и окажется в области III. Такое поведение частицы описывается уравнением Шрёдингера:
Здесь
введя обозначение:
окончательно получим:
Аналогично для области II:
где
Слагаемое Слагаемое Слагаемое Для барьера, высота которого U>E, волновой вектор k2 является мнимым. Положим его равным ik, где
Так как
Наличие этой вероятности делает возможным прохождение микрочастиц сквозь потенциальный барьер конечной толщины l (рис. 1.1). Такое просачивание получило название туннельного эффекта. По формуле (1.11) коэффициент прозрачности такого барьера будет равен:
где D0 – коэффициент пропорциональности, зависящий от формы барьера. Особенностью туннельного эффекта является то, что при туннельном просачивании сквозь потенциальный барьер энергия микрочастиц не меняется: они покидают барьер с той же энергией, с какой в него входят. Туннельный эффект играет большую роль в электронных приборах. Он обуславливает протекание таких явлений, как эмиссия электронов под действием сильного поля, прохождение тока через диэлектрические плёнки, пробой p-n перехода; на его основе созданы туннельные диоды, разрабатываются активные плёночные элементы.
2. Доверь свою работу кандидату наук!
Дата добавления: 2015-04-16; просмотров: 10; Нарушение авторских прав |