Kluczowe pojęcia
- bariera potencjału (ang. potential barrier)
- ograniczony obszar (zazwyczaj niewielki), w którym energia potencjalna przyjmuje wartości większe niż w jego otoczeniu
- czynnik zależny od czasu dla funkcji falowej (ang. time-modulation factor)
- czynnik , będący operatorem ewolucji w czasie, przez który mnoży się funkcję falową niezależną od czasu, kiedy są od niego niezależne również energia potencjalna cząstki i całkowita energia układu
- dioda tunelowa (ang. tunnel diode)
- układ zawierający półprzewodnikowe złącze p−n, w którym oba obszary półprzewodnika typu p i n są silnie domieszkowane atomami innych pierwiastków, będących akceptorami (zabierają elektrony i generują dziury, czyli dodatnio naładowane elektrony w roli nośników ładunku w półprzewodniku, tworząc obszar p) i donorami (generują elektrony w półprzewodniku – tak powstaje obszar n); pomiędzy obszarami p i n występuje tunelowanie przez istniejącą tam barierę
- emisja polowa (ang. field emission)
- emisja elektronu z powierzchni przewodnika, gdy w kierunku normalnym do powierzchni przewodnika przyłożone jest silne zewnętrzne pole elektryczne
- energetyczna liczba kwantowa (ang. energy quantum number)
- indeks, który etykietuje dozwolone stany energetyczne
- energia stanu podstawowego (ang. ground state energy)
- najniższy stan energetyczny obiektu kwantowego
- funkcja antysymetryczna (ang. anti-symmetric function)
- funkcja spełniająca warunek
- funkcja falowa (ang. wave function)
- zespolona funkcja (a niekiedy wektor zespolonych funkcji) reprezentująca kwantowy stan cząstki lub układu kwantowego
- funkcja nieparzysta (ang. odd function)
- funkcja spełniająca warunek
- funkcja parzysta (ang. even function)
- funkcja spełniająca warunek
- funkcja zespolona (ang. complex function)
- funkcja o dziedzinie w zbiorze liczb rzeczywistych i o wartościach w zbiorze liczb zespolonych (taka funkcja zawiera część rzeczywistą i część urojoną)
- gęstość prawdopodobieństwa (ang. probability density)
- kwadrat modułu funkcji falowej cząstki
- główna liczba kwantowa (ang. principal quantum number)
- energetyczna liczba kwantowa
- interpretacja Borna (ang. Born interpretation)
- postuluje, że kwadrat modułu funkcji falowej jest gęstością prawdopodobieństwa, a sama funkcja falowa nie jest bezpośrednio mierzalna
- interpretacja kopenhaska (ang. Copenhagen interpretation)
- postuluje, że kiedy nie jest dokonywany pomiar ani obserwacja, cząstka znajduje się w stanie superpozycji jej wszystkich możliwych stanów kwantowych
- kolaps funkcji falowej (ang. wave function collapse)
- patrz redukcja stanów
- kropka kwantowa (ang. quantum dot)
- obiekt o bardzo małych rozmiarach geometrycznych umieszczony w innym krysztale (np. nanokryształ umieszczony w innym krysztale półprzewodnikowym) i zachowujący się jak studnia potencjału dla elektronów
- nanotechnologia (ang. nanotechnology)
- technologia opierająca się na manipulacji obiektami w skali nano, takimi jak pojedyncze molekuły i atomy, w celu wytworzenia nanourządzeń, np. obwodów zintegrowanych
- nieskończona prostokątna studnia potencjału (ang. infinite square well)
- funkcja potencjału, która jest skończona (może w szczególnej sytuacji być wyzerowana) w określonym obszarze i nieskończona w kierunku dodatnim wszędzie poza nim
- operator pędu (ang. momentum operator)
- operator kwantowy odpowiadający pędowi cząstki (obserwabli pędowej)
- operator położenia (ang. position operator)
- operator kwantowy odpowiadający położeniu cząstki (obserwabli położeniowej)
- paczka falowa (ang. wave packet)
- superpozycja wielu płaskich fal materii reprezentująca rozchodzenie się pewnego lokalnego (a zatem i zlokalizowanego) zaburzenia w przestrzeni
- poziomy energetyczne (ang. energy levels)
- stany skwantowanej energii (zazwyczaj reprezentowane w postaci poziomych linii na poglądowych diagramach energetycznych)
- prawdopodobieństwo transmisji (ang. transmission probability)
- prawdopodobieństwo tego, że cząstka kwantowa przejdzie przez daną barierę potencjału (np. z lewej strony na prawą)
- prawdopodobieństwo tunelowania (ang. tunneling probability)
- patrz prawdopodobieństwo transmisji
- redukcja stanów (ang. state reduction)
- hipotetyczny proces, w którym w wyniku oddziaływania związanego z obserwacją dana zaobserwowana cząstka kwantowa (lub układ kwantowy) wybiera zgodnie z wynikiem pomiaru jeden ze stanów kwantowych, z jakimi była w superpozycji przed pomiarem; często opisuje się to też jako kolaps funkcji falowej cząsteczki (zawierającej początkowo superpozycję wielu stanów na jeden stan)
- rezonansowa dioda tunelowa (ang. resonant-tunneling diode)
- dioda powstała przez umieszczenie kropki kwantowej w materiale (np. kropki kwantowej arsenku galu osadzonej w arsenku glinu), gdzie tunelowanie przez kropkę kwantową (a więc i przepływ prądu) zachodzi jedynie, gdy energia elektronu odpowiada energii na obszarze kropki
- równanie Schrödingera niezależne od czasu (ang. Schrӧdinger’s time-independent equation)
- równanie w funkcji położenia pozwalające na znalezienie funkcji falowej cząstki kwantowej; ta funkcja falowa musi zostać pomnożona przez czynnik zależny od czasu w celu otrzymania funkcji falowej zależnej od czasu
- równanie Schrödingera zależne od czasu (ang. Schrӧdinger’s time-dependent equation)
- równanie w funkcji czasu i położenia pozwalające na znalezienie funkcji falowej cząstki kwantowej
- skaningowy mikroskop tunelowy (ang. scanning tunneling microscope, STM)
- urządzenie wykorzystujące zjawisko tunelowania kwantowego na powierzchniach metalicznych do otrzymywania obrazów struktur w skali nano
- stan fali stojącej (ang. standing wave state)
- stan stacjonarny, w którym części rzeczywista i urojona oscylują jak fala stojąca (często modelowana przy użyciu sumy funkcji sinus i cosinus z odpowiednimi współczynnikami)
- stan stacjonarny (ang. stationary state)
- stan, w którym funkcja gęstości prawdopodobieństwa nie zmienia się w czasie
- tunelowanie kwantowe (ang. quantum tunneling)
- zjawisko, w którym cząstka może przenikać przez barierę potencjału o wysokości większej niż całkowita energia cząstki
- tunelowanie rezonansowe (ang. resonant tunneling)
- tunelowanie elektronów przez studnię potencjału o skończonej wysokości występujące tylko wtedy, gdy energia elektronów dokładnie odpowiada poziomowi energetycznemu w studni, co występuje w kropkach kwantowych
- wartość oczekiwana (ang. expectation value)
- średnia wartość wielkości fizycznej przy założeniu dużej liczby cząstek o tej samej funkcji falowej
- warunek normalizacji (ang. normalization condition)
- wymaga, aby gęstość prawdopodobieństwa po całej przestrzeni stanów wynosiła 1
- zasada korespondencji (ang. correspondence principle)
- w przypadku dużych energii przewidywania mechaniki kwantowej są zgodne z mechaniką klasyczną
- zasada nieoznaczoności czasu i energii (ang. energy-time uncertainty principle)
- relacja energii i czasu w jednoczesnych pomiarach energii stanu kwantowego i jego czasu istnienia
- zasada nieoznaczoności Heisenberga (ang. Heisenberg’s uncertainty principle)
- postuluje ograniczenie dokładności jednoczesnych pomiarów położenia i pędu; głosi, że gdy niepewność pomiaru położenia jest niska, niepewność pomiaru pędu jest duża i vice versa