本文目录导航：
宏观量子隧道效应的应用
早期曾用来解释纳米镍粒子在低温继续保持超顺磁性。
近年来人们发现Fe－Ni薄膜中畴壁运动速度在低于某一临界温度时基本上与温度无关。
于是，有人提出量子理想的零点震动可以在低温起着类似热起伏的效应。
从而使零温度附近微颗粒磁化矢量的重取向，保持有限的弛豫时间，即在绝对零度仍然存在非零的磁化反转率。
宏观量子隧道效应的研究对基础研究及实用都有着重要的意义，它限定了磁带、磁盘进行信息贮存的时间极限。
量子尺寸效应，隧道效应将会是未来电子器件的基础，或者它确立了现存微电子器件进一步微型化的极限。
当电子器件进一步细微化时，必须要考虑上述的量子效应。
纳米材料五大效应
当纳米粒子的尺寸缩小到与传导电子的德布罗意波长度相当或更小时，其体积效应显著，影响了磁性、内压、光吸收、热阻、化学活性和催化性等多方面。
例如，纳米粒子的熔点显著降低，使得粉末冶金工业得以采用新工艺；利用等离子共振频移随颗粒尺寸变化的特性，可以制造出具有特定频宽的微波吸收纳米材料，用于电磁屏蔽和隐形飞机的技术中。
表面效应是由于纳米粒子表面原子比例急剧增加带来的性质变化。
随着粒径减小，表面原子数、表面积和表面能快速上升，这些表面原子的不饱和性质使其具有很高的化学和催化活性。
在量子尺寸效应中，当粒子尺寸减小，电子能级由连续变为分立，导致半导体纳米粒子的光谱特性发生改变，如出现结构化的吸收带，电子的波动性赋予纳米粒子新的性质如光学非线性和特定的催化性能。
宏观量子隧道效应揭示了微粒磁化强度、量子器件磁通量等宏观量在穿越势垒时的量子性质，如低温下超顺磁性。
而介电限域效应则是纳米粒子被介质包围时，局部场强增强，影响光物理和非线性光学特性，对无机-有机杂化材料和光催化反应过程有重要影响。
综上所述，纳米材料的体积效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应和介电限域效应共同作用，使纳米微粒和纳米固体在熔点、光学性质、化学反应性、磁性等多领域展现出独特的性能，这些奇异的物理和化学性质是纳米材料的核心特性。
扩展资料纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。
宏观量子隧道效应应用
宏观量子隧道效应在科学研究和实际应用中占据着显著的地位。
起初，它被用来解释在低温下，纳米镍粒子为何能保持超顺磁性。
这一现象揭示了量子行为在微观尺度下的奇特效应。
近年来，科学家们观察到在Fe－Ni薄膜中，畴壁运动的速度在临界温度以下表现出非寻常的特性。
人们发现，量子理想的零点震动在低温下发挥的作用，类似于热运动，能够促使微小颗粒磁化矢量在接近绝对零度时仍能重取向，保持一定的弛豫时间，即使在零度时仍有磁化反转的可能。
宏观量子隧道效应的研究不仅深化了我们对基本物理规律的理解，而且对信息存储技术有着直接的影响。
它为磁带和磁盘的信息存储设定了时间极限，标志着技术发展的边界。
在电子器件的发展过程中，量子尺寸效应和隧道效应起着关键作用，它们不仅塑造了现有微电子器件的性能，也预示着进一步微型化过程中的挑战和可能性。
随着电子器件的精细化，我们必须充分考虑这些量子效应，因为它们不仅影响着设备的性能，而且是决定未来电子技术能否突破现有极限的关键因素。
扩展资料
宏观量子隧道效应是基本的量子现象之一，即当微观粒子的总能量小于势垒高度时，该粒子仍能穿越这一势垒。
近年来，人们发现一些宏观量，例如微颗粒的磁化强度，量子相干器件中的磁通量等亦有隧道效应，称为宏观的量子隧道效应。
评论（0）