Вероятность - туннельное прохождение
Cтраница 2
То же самое видно из рис. 3.11: по мере увеличения обратного напряжения разность Wcp - W сп или Wvp - № возрастает быстрее, чем ширина переходного слоя. В результате при увеличении обратного напряжения уменьшается ширина туннель-нрго барьера. Когда ширина барьера уже настолько мала, что вероятность туннельного прохождения становится конечной величиной, тогда резко возрастает ток и наблюдается пробой. Возрастание тока должно быть очень резким. Это связано с тем, что ве-ррятность туннельного прохождения меняется в зависимости от ширины туннельного барьера по экспоненциальному закону. [16]
Рассмотрим частицу, удерживаемую в потенциальной яме барьером конечной высоты и ширины. Предположим, энергия частицы такова, что, если исходить из законов классической механики, ее недостаточно, чтобы частица вышла из ямы, пройдя над потенциальным барьером. Квантовомеханическое рассмотрение этой ситуации показывает, что существует некоторая вероятность туннельного прохождения частицы сквозь барьер и ее выхода из ямы. Возможность туннельного прохождения барьера проистекает из требования непрерывности волновой функции на стенках ямы. Если спадание амплитуды происходит не слишком быстро, она может и не достигнуть нулевого значения на внешней границе барьера. В этой точке волновая функция должна плавно переходить в функцию, характерную для свободной частицы вне барьера, и, начиная с этой точки, волна перестанет затухать. [17]
Строгое применение полученных формул к действительным химическим реакциям требует некоторых оговорок. Во-первых, аппроксимация энергетического барьера с помощью параболы становится неудовлетворительной для конфигураций, достаточно удаленных от переходной. Известна одна функция потенциальной энергии, обычно называемая барьером Эккарта [62], которая имеет аналогичный вид и для которой можно получить аналитическое выражение вероятности туннельного прохождения. [18]
 |
Вольт-амперная характеристика туннельного диода ( а и схема усилителя на его основе ( б. [19] |
Это приводит к тому, что на п-р-переходе действует сильное запирающее электрическое поле с напряженностью до 10е В / см. При этом на п-р-переходе наблюдается туннельный эффект, обусловленный волновой природой электронов - чем меньше энергия электрона, тем большей длиной волны он обладает. Это приводит к тому, что электроны малых энергий относительно легко огибают запертый п-р-переход. Вероятность туннельного прохождения возрастает с уменьшением ширины перехода и увеличением напряженности электрического запирающего поля. [20]
Вероятность туннельного прохождения быстро падает с увеличением массы частицы. В общем случае под ц следует понимать приведенную массу для движения по координате реакции. Поэтому PJa может играть заметную роль, по-видимому, только в реакциях с участием атома водорода, например в реакциях с переносом протона между двумя молекулами. Следует иметь в виду, что оценки по (1.25) вероятности туннельного прохождения в случае многомерных поверхностей будут приводить к завышению результатов. Мы подведем некоторый итог обсуждению возможной роли туннельного эффекта в разд. [21]
Страницы: 1 2