什么是量子隧穿效应?
量子隧穿效应是一种现象,其中像电子这样的量子粒子可以传播到普通“经典”粒子无法到达的地方,它们可以通过从一侧消失并立即出现在另一侧来跳过壁垒。这是量子粒子的反直觉行为之一,并且是量子粒子表现为波的结果。
在特定情况下,电子隧穿实际上可以用来找到分子的共振频率。如果我们取两种金属并用一个小屏障将它们分开,然后施加电压使电子被推到一侧。通常在经典物理学中,电子不能穿过这个势垒,但如果间隙非常小,它可以量子隧穿到另一边。但是还有一个附加条件,金属中的电子具有一定的能量,只有存在具有相同能量的空穴时,它才能隧穿到另一侧。但是如果另一边的空穴能量较低,电子就不能隧穿,因为没有多余的能量可以去到那里。
非弹性电子隧穿光谱是什么?
如果我们将一个分子引入间隙中,就会发生一些有趣的事情。如果电子和空穴之间的能量差与振动分子共振之一所需的能量相同,则电子被允许穿过隧道,并且当它隧穿时它会将其额外能量用于振动分子。
科学家们已经建造了利用这种特性探测分子的机器,这种技术被称为非弹性电子隧穿光谱。我们可以放入不同的分子,改变电子和空穴之间的能量差,看看电子是否会隧穿,这将告诉你分子的共振,从而告诉我们它是由什么制成的。
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