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Intro ......

 

전후(y),이렇게 하면 발진과 증폭이 가능하고 동작 속도가 빨라져 마이크로파대에서 사용이 가능하다. 그러나 이 다이오드는 방향성이 없고 잡음이 나타나는 등 특성상 개선할 점이 있다.. 알파붕괴의 과정은 원자핵 속에 갇혀 있는 알파입자가 핵력과 전자기력으로 이루어진 포텐셜장벽을 양자역학적인 터널링효과로 뛰어넘는다는 생각에 입각한 가모-콘든-거니의 이론에 의해 대체로 설명할 수 있다. 블랙홀의 붕괴 이것또한 호킹박사가 설명한것이다. 이 장벽의 두께는 블랙홀의 크기에 비례하므로, 고전물리학적으로 추측한 온도보다 훨씬 낮은 400만 K이상에서도 가능하며 1000만K 이상에서도 안정적으로 일어난다고 한다. 우주의 탄생 스티븐 호킹 박사가 터널링 효과를 들며 설명한 것으로, 상하(z)로 움직여지는데, 이 구동 장치는 . , 즉 헬륨의 원자핵을 방출하고 원자번호가 2, 공간, 이를 슈뢰딩억 방정식을 써서 계산하면 시간, 질량수가 4만큼 감소한다. NOR형 플래시 메모리 NOR형플래시 메모리는 CHE주입( ......

 

 

Index & Contents

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[공학] 재료 현대 물리 - 터널링 디바이스 및 자연현상에서의의 터널링

 

재료 현대 물리 - 터널링 디바이스 및 자연현상에서의의 터널링

 

-터널링 관련 디바이스

 

주사터널링현미경 [scanning tunneling microscope(STM)]

 

전도성을 가진 시료의 표면을 아주 첨예한 터널링 탐침으로 스캐닝하여 시료표면의 형태를 관찰하는 디바이스이다. 뾰족한 탐침을 시료 표면에 접근시키고 양단간에 적당한 전압을 걸어주면 비록 두 개의 도체가 떨어져 있다 하더라도 그 간격이 아주 작을 경우 전자가 에너지 벽을 뚫고 지나가는 양자역학적 터널링(tunneling) 현상이 일어나며 이때 흐르는 터널링 전류는 탐침과 시료 사이의 간격에 민감하게 반응한다. STM의 탐침은 피에조 세라믹으로 만들어진 구동기(scanner)에 의해 좌우(x), 전후(y), 상하(z)로 움직여지는데, 이 구동 장치는 0.01 nm 이상의 정밀도를 가진다. 탐침을 통해 흐르는 전류가 일정한 값이 되도록 탐침의 높이를 조정하면서 좌우, 전후로 주사해 가면 탐침이 시료 위를 저공 비행하듯이 따라가게 된다. 이 때 각 지점에서 탐침을 상하로 움직여 준 값을 기록하여 얻은 수치를 컴퓨터 화면에 나타내면 시료의 형상을 나타내는 영상이 된다.

 

NOR형 플래시 메모리

 

NOR형플래시 메모리는 CHE주입(Channel Hot Electron Injection;채널 고에너지 전자주입)에 의해 프로그래밍되며 소거동작은 소스 전극과 부동게이트 사이의 절연 막에서 일어나는 FN(Fowler-Nordheim)터널링 방식으로실행된다.

터널 다이오드 [ tunnel diode ]

 

불순물 반도체에서 부성(負性) 저항 특성이 나타나는 현상을 응용한 p-n 접합 다이오드. 불순물 농도를 증가시킨 반도체로서 p-n 접합을 만들면 공핍층이 아주 얇게 되어 터널 효과가 발생하고, 갑자기 전류가 많이 흐르게 되며 순방향 바이어스 상태에서 부성 저항 특성이 나타난다. 이렇게 하면 발진과 증폭이 가능하고 동작 속도가 빨라져 마이크로파대에서 사용이 가능하다. 그러나 이 다이오드는 방향성이 없고 잡음이 나타나는 등 특성상 개선할 점이 있다. 1957년 일본의 에사키(Esaki)가 발표했기 때문에 에사키 다이오드라고도 한다.

 

-자연현상에서 터널링으로 설명 가능한 현상

 

태양에서의 핵융합

태양 온도는 양성자끼리 반발하는 엄청난 에너지 장벽을 넘을 만큼 크지 않다. 이때 충분한 에너지가 없는데도 전기적인 에너지 장벽을 뚫고 나가는것은 터널링 현상으로 설명가능하다.

미시 세계에서 잘일어나는 터널 효과에 의해 2개의 양성자가 에너지 장벽을 뚫고 충돌하여 중수소원자핵을 만들고 중성미자와 양전자를 내보내는것이다.

이는 조지 가모브에의해 밝혀졌으며, 고전물리학적으로 추측한 온도보다 훨씬 낮은 400만 K이상에서도 가능하며 1000만K 이상에서도 안정적으로 일어난다고 한다.

 

우주의 탄생

스티븐 호킹 박사가 터널링 효과를 들며 설명한 것으로, 우주의 탄생을 양자론적으로 조사 했는데, 입자-파동의 이중성을 우주에도 적용하여 우주를 파동으로 보았고, 이를 슈뢰딩억 방정식을 써서 계산하면 시간, 공간, 에너지 모두가 0인 상태에서

 

플랑크시간에 우주가 갑자기 생겨났다고 했다.

 

블랙홀의 붕괴

 

이것또한 호킹박사가 설명한것이다. 호킹의 방정식에 따르면 블랙홀의 복사율을 블랙홀의 질량에 반비례한다. 블랙홀이 무거울수록 복사는 느려진다. 복사물질은 블랙혹을 둘러싸고 있는 중력 퍼텐셜 장벽을 통한 터널링 방법에 의해 많은 양의 입자를 방출한다. 이 장벽의 두께는 블랙홀의 크기에 비례하므로, 터널링이 일어날 확률은 처음에는 매우 작을 것이다. 그러나 블랙홀이 입자를 방출할수있도록 전체의 질량과 크기는 꾸준히 줄어들고 보다 많은 입자가 터널링을 쉽게 할수있다. 이렇게 블랙홀은 방출 비율을 증가시키면서 계속되어 결국엔 사라지게 된다.

 

알파선 붕괴

대표적인 방사성붕괴의 하나이다. 붕괴하는 원자핵은 알파입자, 즉 헬륨의 원자핵을 방출하고 원자번호가 2, 질량수가 4만큼 감소한다. 천연 및 인공 방사성원소 가운데 원자번호가 비교적 높은 핵종에서 볼수 있는 현상이다.

반감기는 0.0000007초~10000000000년으로 핵종에 따라 다양하다.

알파붕괴의 과정은 원자핵 속에 갇혀 있는 알파입자가 핵력과 전자기력으로 이루어진 포텐셜장벽을 양자역학적인 터널링효과로 뛰어넘는다는 생각에 입각한 가모-콘든-거니의 이론에 의해 대체로 설명할 수 있다.

 

 

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