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トンネル効果 

半導体について勉強しているのですが。

pn接合ダイオードに逆バイアスを印加したときに流れる電流ほげほげ


とかっていうところで。


逆バイアス電圧を大きくすると電流が急増する

急増する理由が2つあって、ツェナー降伏と電子雪崩降伏

というものがあるらしい。



そりゃー強引に電圧を上げていけば、エネルギーによって、電子が移動すんだろっていうぐらいにしか思ってなかったのですが。



まあ、はっきりいって、意味不明な感じだったのですが。


ツェナー降伏のほうは、トンネル効果というもので電流が流れるらしい。


へぇーっていう感じでみていたのですが、よくよく調べてみると面白いことがわかりました。




http://ja.wikipedia.org/wiki/トンネル効果


逆バイアス電圧を高くすると禁制帯が狭くなる。(不純物を多くしてもだっけ?)


そんでもって、そうすると、トンネル効果で価電子帯の電子が禁制帯を通り抜けて伝導帯に現れる。



ということらしいのですが、トンネル効果っていうのがあるんだなぁぐらいに思っていたら。






高い壁の向こう側に、手に持っているボールを投げる場合を考える。普通であれば、その壁を越える高さまでボールを投げる事が必要になる。つまり、壁の高さに相当する位置エネルギーよりも大きな運動エネルギーを、ボールに与える必要がある。ボールをどんなに高く投げても、壁の高さには及ばない程であれば、その壁は「古典的には乗り越えることができないポテンシャル障壁」となる。
しかし量子力学の世界においては、ボールを壁の高さまで投げる事ができないのに、ボールを壁の向うに投げる事ができてしまう。さながら壁にトンネルが生じて、そのトンネルを通ってボールが壁をすり抜けるようだという事で、これをトンネル効果という。




これは、粒子の波動関数がポテンシャル障壁の反対側まで染み出してしまう事による。量子力学では粒子は同時に波としても扱われる。波であれば、壁の向う側にも回折によって届くのである。壁の向こう側にボールを投げる事はできなくても、壁の向う側に声を届かせる事はできる。これは声は音波という波だからである。だから粒子を波と見なせる場合、粒子もまた壁を越える事ができる。
だが、現実としては、壁の高さ以上に投げる事ができないボールを、壁の向うに投げる事は不可能である。これはトンネル効果が、「ポテンシャル障壁を越えるのは何%」という確率で表されるものだからである。ボールが壁を越えるには、ボールを構成する何億、何兆…という素粒子が、全てポテンシャル障壁を越える事が必要である。その確率はゼロでないにせよ、限りなくゼロに近い。





ええええええええええええ


壁があって、そこにボールを投げているうちにもしかするとすり抜けるというときが来るかもしれない。

っていうことなのか?


すり抜けないっていうのは、絶対にすりぬけないわけではなくて、すり抜けない確率が高いから、すり抜けていないだけの話

っていうことらしい(なのか?)



ああああああああああ




頭がおかしくなる(笑




っていうか、最低でも、ボールの表面のものが、壁の中に埋め込まれて戻ってこないというのはあり得るって話ってことだよね?


よくわかりません(笑



でも、ちゃんと量子力学をやってみたいなぁって何回も思ってきたんだよね。


たぶん、今後、人生の中で何回も思って、結局挫折するんだと思う(笑
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