01
—
量子隧穿效应
在量子力学里,量子隧穿效应(Quantum tunneling effect)指的是,像电子等微观粒子能够穿入或穿越位势垒的量子行为,尽管位势垒的高度大于粒子的总能量。
一个演示电子表面隧穿的基本实验。在此实验中,有一个导电表面和一个导电尖端,它们的表面非常接近。在尖端和表面之间施加电势差。
电势差有助于增加尖端中电子可以跳(穿越)到导电表面的机会。具体公式就不引述了。结论就是,即使是微小的距离变化也将导致隧道电流的显着变化。
02
—
基于量子隧穿效应的麦克风
利用量子隧穿,有构建具有革命性灵敏度麦克风的可能性。
使用MEMS技术制造膜片,该膜片会由于声压而发生极其微小的振动。随着膜片的振动,将产生隧穿电流。
这样整体来看,其功能就和麦克风是一样的,把声信号转换为电信号。
当然,这种结构存在许多问题。这种MEMS结构的制造将非常复杂且难以实现,而且成本会非常高。
初步计算表明,使用小于0.5mm x 0.5 mm的膜可以实现大于200 mV / Pa的革命性的麦克风灵敏度。