DOCENTES EN FORMACION:MATILDE PEÑALOZA GARDUÑO YUREM TORRES ROSAS

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Efecto tunel

ACTIVIDAD 2 DOCENTE:DANIEL MOLINA ROJAS

¿Qué es el efecto túnel y cómo afecta a la física cuántica? El efecto túnel es un fenómeno cuántico en el que una partícula puede atravesar una barrera de energía, incluso cuando clásicamente no tendría suficiente energía para hacerlo. Este efecto desafía nuestra comprensión clásica de la física y tiene importantes aplicaciones en la electrónica cuántica, la química y la fusión nuclear.

TEORIAS

El efecto túnel es un fenómeno cuántico en el cual una partícula puede atravesar una barrera de energía que, según las leyes de la física clásica, no debería ser capaz de superar. Este efecto ocurre debido a la naturaleza probabilística de las partículas subatómicas en la mecánica cuántica. Un ejemplo conocido es el de los electrones en diodos de túnel o en la fusión nuclear en las estrellas.

Características principales en la tecnología

Características principales en la tecnología

Es fundamental para la creación de imágenes a escala atómica. Un ejemplo claro es el microscopio de efecto túnel (STM), que mide la corriente de electrones que "tunelan" entre una punta conductora ultra afilada y la superficie de un material.

Ventajas

Resolución Atómica: Permite observar estructuras a nivel atómico, lo que es crucial para la nanoscopía y desarrollo tecnológico. Manipulación Directa: Permite manipular átomos individuales, lo que es fundamental en el desarrollo de nuevas tecnologías a escala nanométrica. Versatilidad: Se puede aplicar a una variedad de materiales, incluidos conductores, semiconductores y materiales biológicos, lo que lo hace útil en diversas disciplinas científicas.

Desventajas

Limitaciones de Materiales: EI STM solo puede utilizarse en materiales que son conductores eléctricos, lo que limita su aplicación en ciertos campos de investigación Condiciones de Operación Específicas: Para obtener imágenes de alta calidad, el STM debe operar en condiciones de vacío y a temperaturas controladas, lo que puede complicar su uso en algunas situaciones Coste y Complejidad: Los microscopios de efecto túnel son costosos y requieren un mantenimiento cuidadoso, así como habilidades técnicas avanzadas para su operación, Dependencia de la Probabilidad Cuántica: El efecto túnel se basa en la naturaleza probabilistica de las particulas subatómicas, lo que puede hacer que su comportamiento sea menos predecible en comparación con los fenómenos clásicos En resumen, el efecto túnel ofrece ventajas significativas en la observación y manipulación a nivel atómico, así como en la eficiencia energética de dispositivos electrónicos. Sin embargo, sus limitaciones en términos de materiales, condiciones de operación y costos deben ser consideradas al aplicar esta tecnología.

Efecto túnel CONSISTE EN:

El efecto túnel ocurre cuando un electrón puede atravesar una barrera de potencial lo que estaría prohibido en física clásica ya que el electrón rebotaría como una pelota de frontón. Esto es posible debido al carácter ondulatorio del electrón. Efecto túnel. Fuente: Wikipedia La mayor parte de la electrónica tiene su base en el efecto túnel. El efecto túnel también es la base del microscopio de efecto túnel (STM por sus siglas en inglés) que toma imágenes de superficies a nivel atómico. Los pares de Cooper también pueden atravesar una barrera de potencial como fue demostrado por Giaver y Josephson.

Ejemplos del efecto del tunel en la tecnología

Microscopía de Efecto Túnel (STM): Utiliza el efecto del túnel para crear imágenes de superficies a escala atómica, permitiendo la visualización de átomos individuales y la manipulación de materia a nivel nanométrico. 1 Diodos Túnel: Dispositivos semiconductores que permiten el paso de electrones a través de una barrera de potencial, resultando en una región de resistencia negativa en su característica corriente-tensión. 1 Transistores de Efecto Túnel (FET): Utilizan el efecto del túnel para crear dispositivos électrónicos de alta velocidad y baja potencia.1 Memorias Flash: Programan y borran celdas de memoria utilizando el efecto del túnel. 1 Fusión Nuclear: En el sol y otras estrellas, el efecto del túnel permite que los núcleos atómicos superen la repulsión electrostática y se fusionen, liberando enormes cantidades de energía. 1 Estas aplicaciones demuestran la versatilidad y la importancia del efecto del túnel en la creación de tecnologías avanzadas y en la comprensión de fenómenos físicos fundamentales, 3