학문
양자 터널링 현상에 대해서 궁금합니다.
양자 터널링 현상에 대해서 궁금합니다. 양자 터널링 현상이라고 들어보았는데요, 이 현상에 대해 자세히 알고 싶습니다. 알고계신분 계신가요?
4개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.
양자 터널링은 입자가 원래는 넘어갈 에너지가 부족한 장벽을 낮은 확률로 통과하는 현상입니다.
일상 세계에서는 공이 벽을 뚫고 지나갈 수 없지만, 원자나 전자처럼 아주 미시적인 세계에서는 입자가 정확한 점이 아니라 퍼진 파동처럼 행동한다고 합니다. 그래서 장벽 앞에서 완전히 막히는 것이 아닌, 입자의 존재 가능성이 장벽 너머까지 조금 이어질 수 있습니다.
이 가능성이 실제로 나타나게 되면 입자가 장벽을 통과한 것처럼 보이고, 이것을 터널링이라고 부릅니다. 대표적으로 반도체 소자나 터널 다이오드, 주사터널링현미경 같은 곳에서 중요한 역할을 합니다.
장벽이 얇을수록, 입자가 가벼울수록, 장벽 에너지와 입자 에너지 차이가 작을수록 터널링이 일어날 확률은 더욱 커지게됩니다.
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채택된 답변안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.
양자 터널링은 미시세계의 입자가 벽을뚫고 지나가는 것처럼 에너지방벽을 통과하는 현상입니다. 고전 물리학에서는 공이 언덕을 넘을 에너지가없으면 못넘어가지만, 양자역학에서는 입자가 파동의 성질도 갖고 있습니다. 그래서 장벽 너머로 존재할 확률이 미세하게나마 생기기 떄문이죠. 그래서 이 현상덕분에 태양이 빛을 내는 핵융합도 가능하고, 우리가 매일쓰는 스마트폰의 플래시 메모리나 반도체도 작동할수 있는겁니다. 다만 반도체 미세 공정이 너무 정밀해지면 원하지 않는 전류가 누설되는 터널링 현상때문에 골치아픈 상황도 있습니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
양자 터널링은 미시 세계의 입자가 고전 물리학에서도 도저히 넘어설 수 없는 에너지 장벽을 마치 터널을 뜷고 지나가듯 확률적으로 통과하는 현상입니다 입자가 파동의 성질을 동시에 지니기 때문에 장벽 반대편에서도 존재할 확률이 0이 되지 않아 발생하며 이는 태양의 핵융합 반응이나 스마트폰의 플래시 메모리 작동의 핵심 원리가 됩니다 현대 반도체 공정에서는 미세화에 따른 전류 누설의 원이이 되기도하며 이를 제어하고 활용하는 것이 나노 기술의 핵심 과제입니다
안녕하세요.
양자 터널링은 입자가 에너지가 부족해도 확률적으로 에너지 장벽을 통과하는 양자역학적인 현상이에요.
고전 역학에서 보면 장벽을 넘을 에너지가 없다면 절대 통과할 수 없지만, 전자처럼 아주 작은 입자들은 파동의 성질을 가져 일정 확률로 장벽 반대편에 나타날 수 있게 되요. 이러한 현상이 단순한 이론이 아니라 반도체 등 첨단 기술에 실제 활용되고 있죠.
반대로 반도체 공정이 점점 미세해지면서 원하지 않는 터널링 현상이 발생해 누설전류가 증가하는 문제도 생기고 있어서 매우 중요한 연구 대상이 되고 있어요.
감사합니다.