Warum ist Quantentunneln in Halbleiterbauelementen „schnell“?

Ich informiere mich über Halbleiterbauelemente, die auf Quantentunneln beruhen, wie die Tunneldiode und der TFET. Der große Vorteil dieser Geräte ist offenbar, dass „Quantentunneln extrem schnell ist“.

Um die Geschwindigkeit des Tunnelns zu ermitteln, müssen standardmäßige Tunnelergebnisse (aus der Lösung des zeitunabhängigen SE) genommen und Wellenpakete erstellt werden. Das scheint chaotisch zu sein, und ich verstehe nicht, warum diese Wellenpakete besonders schnell gehen sollten. Was ist die Intuition hier?

Wäre Elektrotechnik ein besseres Zuhause für diese Frage?
„Schneller“ zu sein bedeutet hier nur, dass die Tunnelwahrscheinlichkeit höher ist, wie in der Antwort von @SteveB erwähnt.
@Qmechanic Ich bezweifle es.

Antworten (1)

Aufgrund der exponentiellen Abhängigkeit der Tunnelwahrscheinlichkeit von Barrierenhöhe und -dicke ist es durchaus möglich, dass das Tunneln Femtosekunden oder 100 Billionen Jahre dauert.

Der Punkt ist, dass das Tunneln potenziell sehr schnell sein kann (Femtosekunden), und die Geräte, bei denen das Tunneln stattfinden soll, sind so konzipiert, dass das Tunneln tatsächlich sehr schnell ist .

Wenn Sie über die exponentielle Abhängigkeit der Tunnelgeschwindigkeit von Barriereneigenschaften sprechen, argumentieren Sie, dass dies ein schnelles Ein- und Ausschalten des Tunnelns ermöglicht , richtig? Was bedeutet es sonst, dass "Tunneln Femtosekunden dauert"?
Viele Vorrichtungen haben Schaltgeschwindigkeitsbegrenzungen in Bezug auf die Ladungsträgerdynamik, z. B. Elektronenlaufzeit durch eine Schicht, Minoritätsladungsträgerlebensdauer usw. Beim Tunneln gibt es jedoch im Wesentlichen keine solche Verzögerung. Wenn also die Umstände für das Tunneln günstig sind (geeignete Bandausrichtungen und Besetzungen über der Tunnelbarriere), kann der Tunnelstrom mehr oder weniger sofort zu fließen beginnen. Natürlich müssen Sie möglicherweise andere Verzögerungen wie die RC-Zeitkonstante abwarten, bevor die Umstände für das Tunneln günstig sind. Dennoch können MIM-Tunneldioden 500-THz-Signale gleichrichten.
Warum ist Quantentunneln in Halbleiterbauelementen „schnell“?
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