深圳电子展
2026年10月27-29日
深圳国际会展中心(宝安)

电子展|量子隧穿研究揭示电子"势垒内再碰撞"现象 半导体技术或迎新突破

 

电子展关注到,国际科研团队在量子隧穿领域取得重要发现。韩国浦项科技大学与德国马克斯·普朗克研究所的联合研究证实,电子在穿越能量势垒时会发生"势垒内再碰撞"现象,这一发现对传统量子理论提出了新的思考。相关研究成果已在《物理评论快报》发表,为半导体器件和量子计算技术的创新发展提供了理论依据。

 

量子隧穿效应作为量子力学的基础现象,描述了微观粒子能够穿越经典物理学中不可逾越能量障碍的特性。这种现象不仅在半导体器件中发挥关键作用,也是太阳内部核聚变反应的重要机制。尽管该现象被发现已逾百年,但科学界对电子穿越势垒时的具体行为始终缺乏直接观测证据。研究团队通过精密设计的强激光脉冲实验,首次捕捉到电子在势垒内部与原子核相互作用的动态过程。这种被命名为"势垒内再碰撞"的现象,修正了以往认为电子仅在穿出势垒后才会与原子核作用的认知。

 

实验数据显示,电子在隧穿过程中会通过能量交换机制与原子核产生碰撞,并引发显著的"弗里曼共振"效应。值得注意的是,这种效应在不同激光强度下都保持稳定。这一发现不仅完善了量子隧穿理论模型,更重要的是为实际应用提供了新的调控维度。在半导体技术领域,精确控制电子行为是器件设计的核心要求。新发现的势垒内相互作用机制,可能为开发更高性能的晶体管和传感器提供创新思路。

 

电子展了解到,这项基础研究的突破性意义体现在多个层面。从理论角度看,它开辟了研究微观粒子行为的新视角;从应用价值来说,该成果可能推动半导体制造工艺的革新。特别是在量子计算机研发和超快激光技术领域,对隧穿过程电子动力学的深入理解,将有助于优化相关设备的运行效率。随着后续研究的深入,这些新发现有望转化为实际技术优势,为电子信息产业的发展注入新的活力。

 

来源:中国科技网

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