ТУННЕЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ

ТУННЕЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ, проникновение микрочастицы сквозь потенциальный барьер, когда её полная энергия меньше высоты барьера; явление квантовой природы. Объясняется на основе принципа неопределённости: фиксация микрочастицы в пространственной области внутри барьера делает неопределённым её импульс, поэтому существует вероятность обнаружить частицу внутри запрещённой (с т. зр. классич. механики) области, т.е. прохождения её сквозь потенц. барьер (туннелирование). Эта вероятность определяет физ. характеристики Т.э. и зависит от массы частицы, разности между высотой барьера и энергией частицы, ширины потенц. барьера. Т.э. объясняет разл. процессы в атомной (автоионизация атома в эл. поле), ядерной (α-распад радиоактивных ядер) физике, физике твёрдого тела (автоэлектронная эмиссия электронов) и др. С использованием Т.э. созданы диоды и транзисторы, микроскопы и др.

В Башкортостане иссл. Т.э. начаты в БГУ в 70-е гг. 20 в. Обнаружены и изучены фоточувствительная автоэлектронная эмиссия из высокоомных полупроводников, кинетич. явления туннельной электронной эмиссии при импульсном воздействии напряжения, исследовано энергетическое распределение электронов при высоких плотностях эмиссионного тока из метал. катода и впервые модельными расчётами показана природа явления аномальных энергетич. распределений туннельного тока (Р.З.Бахтизин). Для иссл. электронной структуры перспективных материалов использована установка полевой электронной спектроскопии (Ю.М.Юмагузин). В ИФМК с помощью сканирующей туннельной микроскопии проведены иссл. эмиссионных и структурных характеристик полимерных плёнок, созданы и изучены квазинульмерные структуры, выявлены особенности формирования наноструктур (А.Н.Лачинов). В УГАТУ применяют туннельный микроскоп “NTEGRAPrima". В Ин-те математики (Ю.А.Кордюков) совм. с ун-том Пари-Сюд (г.Орсе, Франция; Б.Хельффер) проведены иссл. Т.э. для микрочастицы, движущейся во внешнем магн. поле, получены оценки её характеристик в квазиклассическом пределе.

Лит.: Кордюков Ю.А., Хельффер Б. Периодические магнитные операторы Шрёдингера: лакуны в спектре и туннельный эффект //Труды математического института им. В.А.Стеклова. 2008. Т.261.

Ю.М.Юмагузин