FÍSICA DE SEMICONDUCTORES Aplicaciones Industriales de la Mecánica Cuántica UN Andrés Felipe Mondragón Clavijo fsc20Andres Junio de 2015
Efecto Túnel El efecto túnel es un fenómeno cuántico que se presenta cuando una partícula atraviesa una barrera que clásicamente no podría. Es un fenómeno que resulta esencial para la descripción de fenómenos físicos como la fusión nuclear que ocurre en el sol. En la actualidad tiene aplicaciones tecnológicas al ser parte fundamental de los paradigmas de computación cuántica, el diodo túnel, y la microscopia electrónica. El efecto fue descrito por primera vez a principios del siglo 20, y solo llegaría a ser aceptado por la comunidad científica a mitad del siglo 20.El fenómeno suele ser descrito por medio del principio de incertidumbre de Heisenberg, y la dualidad partícula-onda de la materia.
Efecto Túnel Bajo una perspectiva clásica una partícula solo puede sobrepasar una barrera de potencial si tiene suficiente energía para hacerlo. Sin embargo bajo una perspectiva cuántica, y teniendo en cuenta el principio de incertidumbre y la dualidad onda-partícula es posible que exista una probabilidad muy pequeña de que la partícula pueda sobrepasar la barrera de potencial. Lo anterior parte de que por el principio de incertidumbre no es posible decir que la probabilidad de un evento sea cero, lo que implica que por más pequeña que sea la probabilidad del evento, este puede suceder.
Microscopio Atómico STM El primer desarrollo del microscopio STM fue realizado por Gerd Binnig y Heinrich Rohrer a finales del siglo 20. Parte de la utilización de una punta conductora que es acercada a la superficie que se desea examinar. Una diferencia de potencial eléctrico es aplicada entre las dos superficies, la cual permite que los electrones puedan viajar por el vacío que las separa (esto gracias al efecto túnel). La corriente túnel resultante es una función de la posición de la punta, el voltaje aplicado, y la densidad de estados local de la muestra. La información del microscopio es obtenida al monitorear la corriente en la punta al escanear la superficie, lo cual da como resultado una imagen de la superficie.