资源简介

(共14张PPT)
一维方势垒和隧道效应
2
一维方势垒和隧道效应
一维方势垒
粒子的能量
3
当粒子能量 E < Ep0 时，从经典理论来看, 粒子不可能穿过进入 的区域 .但用量子力学分析，粒子有一定概率穿透势垒，事实表明，量子力学是正确的.
隧道效应
从左方射入的粒子，在各区域内的波函数
4
中似乎有一个隧道， 能使少量粒子穿过而进入 的区域，此现象人们形象地称为隧道效应.
粒子的能量虽不足以超越势垒，但在势垒
隧道效应的本质 : 来源于微观粒子的波粒二象性.
5
5
经典
量子
隧道
效应
6
量子围栏照片
1981年宾尼希和罗雷尔利用电子的隧道效应制成 了扫描遂穿 显 微 镜 ( STM ) ，可观测固体表面原子排列的状况 .
应用
1986年宾尼希又研制了原子力显微镜.
7
7
U0
U0
U0
A — 常量
— 样品表面平均势
垒高度（~ eV）
d ~ 1nm（ 10A ）
。
d 变 i 变，反映表面情况。
A
B
d
E
隧道电流 i
A
B
U
d
探针
样品
电子云重叠
8
8
用STM得到的神经细胞象
硅表面STM扫描图象
9
9
镶嵌了48个Fe原子的Cu表面的STM照片
Fe原子间距：0.95 nm，
圆圈平均半径：7.13 nm
48个Fe原子形成“量子围栏”，围栏中的电子形成驻波。
10
10
用原子操纵写出的“100”和“中国”
11
11
1991年恩格勒等用STM在镍单晶表面逐个移动氙原子，拼成了字母IBM，每个字母长5纳米
12
1 粒子能量量子化
讨论：
基 态 能 量
能 量
激发态能量
一维无限深方势阱中粒子的能量是量子化的 .
13
2 粒子在势阱中各处出现的概率密度不同
概率密度
波 函 数
例如，当 n =1时， 粒子在 x = a /2处出现的概率最大
14
3 波函数为驻波形式，阱壁处为波节，波腹的个数与量子数 n 相等
16E1
9E1
4E1
E1

展开更多......

收起↑