隧道效应在半导体中的应用
隧道效应在半导体中的应用
隧道效应是量子力学中的一个重要现象，它揭示了微观粒子超越经典力学规则的能力。在半导体领域，隧道效应不仅影响着电子的迁移和能带结构，还被应用于制造各种特殊器件。本文将详细介绍隧道效应在半导体中的应用及其物理原理。
隧道效应的物理原理
隧道效应揭示了微观粒子超越经典力学规则，能穿透看似无法穿越的势垒，这是其波动性的重要体现。在半导体中，电子迁移如同被束缚在原子内的电子，在外电场作用下，通过量子隧道现象穿透禁带，从一个原子跃迁到另一个。然而，我们通常所说的半导体中的隧道效应并非指原子级别的量子隧道，而是指电子在宏观势垒（禁带造成的）中的穿透，C.齐纳在1934年首次提出了这个概念。在强电场下，固体能带变得倾斜，电子可以通过齐纳击穿进入导带，但这并非电击穿的主要原因，一般情况下，齐纳击穿在半导体反向击穿中占据次要地位，形成如齐纳二极管（稳压二极管）等特殊类型的器件。
隧道效应在半导体器件中的应用
江崎玲於奈在1957年发明的隧道二极管是高掺杂半导体形成的PN结，正向偏压下，电子通过隧道效应进入空穴状态，形成负阻区，这使得隧道二极管在低噪声放大、振荡和高速开关等领域有应用，但功率容量较小。在光吸收和发射、金属半导体接触势垒中，以及金属-绝缘体-半导体系统中，隧道效应也扮演着重要角色。
隧道效应在公司治理中的应用
经济学家Shleifer提出了“隧道效应”概念，用于解释公司治理中控股股东对中小股东权益的侵害。他们认为，控股股东可能出于私利转移公司资产，这一理论在解释现实中控股股东侵害行为时颇为有效。尽管在发达国家也有类似情况，但新兴市场中，此类行为可能更为隐蔽和非法。隧道效应理论虽然在控股股东掠夺中小股东权益的研究上有贡献，但它在分析管理层合谋、信息作用和交易成本等方面存在局限性，但在公司治理领域，特别是在新兴市场，其理论价值和实践意义不容忽视。
扩展资料
隧道效应由微观粒子波动性所确定的量子效应。又称势垒贯穿。考虑粒子运动遇到一个高于粒子能量的势垒，按照经典力学，粒子是不可能越过势垒的；按照量子力学可以解出除了在势垒处的反射外，还有透过势垒的波函数，这表明在势垒的另一边，粒子具有一定的概率，粒子贯穿势垒。