Цитата:
Что такое клейновское туннелирование?
- Попробую объяснить. Из курса школьной физики известно устройство простейшего полупроводникового транзистора. Носителями тока там являются положительно заряженные дырки (дырочная проводимость) или отрицательно заряженные электроны (электронная проводимость). Проходя через дырочную область, электроны тем самым проникают через потенциальный барьер. Манипулируя этим барьером, прикладывая к нему электрическое напряжение, можно контролировать электричесий ток через дырочную область. Таков, грубо говоря, принцип работы примитивного транзистора.
Как выяснилось, в графене это все работать не будет, потому что благодаря особой природе носителей тока (безмассовые дираковские фермионы) любой барьер для них оказывается прозрачен, преодолим. Это крайне необычное свойство. Есть такое квантовое явление - туннельный эффект, оно лежит в основе некоторых видов радиоактивного распада, а также используется в электронике. Мы знаем, что квантовые частицы могут проникать через классически запрещенные области. Но квантовая механика в условиях больших размеров, больших энергий должна переходить в классическую. Поэтому в обычных ситуациях, когда мы делаем очень широкий и высокий барьер, вероятность прохождения сквозь него стремится к нулю. А для дираковских фермионов это совершенно не так: даже если барьер очень высок и широк, все равно частицы сквозь него проходят и их нельзя остановить. Это свойство мы и назвали клейновским туннелированием в память о работе шведского физика Оскара Клейна конца 1920-х годов (в ней открыт клейновский парадокс в квантовой механике, связанный с прохождением частиц через барьер).
- Почему это важно?
- Я бы сказал - негативно важно, потому что из клейновского туннелирования следует, что графеновый транзистор не может быть копией обычного (кремниевого), а должен основываться на каких-то других принципах. Кстати, с коллегами из манчестерской группы мы впоследствии решили эту проблему: сделали графеновый транзистор.
Но еще более важно позитивное значение клейновского туннелирования. Дело в том, что если бы его не было, графен вообще был бы никому не интересен. Если бы не клейновское туннелирование, граница между электронными и дырочными областями в графене была бы совершенно непроницаема. Тогда графен вообще не был бы проводником, а тем более проводником с высокой электронной подвижностью, что важно для различных практических приложений. То есть клейновское туннелирование объясняет, почему графен остается проводником при любых условиях, почему его электроны имеют такую высокую подвижность.
http://www.poisknews.ru/theme/science/6446/?printВ этой статье говорится, что релятивистские частицы могут туннелировать даже через барьер с бесконечной высотой. Это реально? Что это значит?
Цитата:
Для релятивистских частиц известен так называемый парадокс, или эффект, Клейна, заключается он в следующем. В квантовой механике известен туннельный эффект: если вы перед электроном каким-то образом сформируете потенциальный барьер, имеется небольшая, но конечная вероятность, что он просочится (или, как говорят физики, протуннелирует) сквозь барьер. В то же время для релятивистских частиц этот барьер практически прозрачен, даже бесконечно высокий туннельный барьер не приводит к реальному отторжению таких частиц от барьера, а они туннелируют с вероятностью, близкой к единице.
http://postnauka.ru/video/33795
