புரை ஊடுருவு மின்னோட்டம்

புரை ஊடுருவலை விளக்கும் சித்திரம். STM-இல் புரை ஊடுருவலின் பயன்பாடு.

ஒரு தடுப்பின் போது புரை ஊடுருவல் ஏற்படுவது.

புரை ஊடுருவல் (Quantum Tunneling) முறையில் எதிர்மின்னியோ பிற மின்மப் பொருளோ ஆற்றல் தடையைக் கடந்து செல்லுவதால் ஏற்படும் மின்னோட்டம், புரை ஊடுருவு மின்னோட்டம் என்பதாகும். இந்நிகழ்வு குவிண்டம் (குவாண்டம்) இயற்பியலின் தனிச்சிறப்பான இயற்கை நிகழ்வாகும். நியூட்டன் காலத்து இயற்பியலின் அறிவுப்படி, ஒரு துகள் அது எதிர் கொள்ளும் ஆற்றல் தடையின் (ஆற்றல் மலை என்றும் அழைக்கலாம்) அளவைக்காட்டிலும் குறைந்த அளவு ஆற்றல் கொண்டிருந்தால், அந்தத் துகள் அந்த ஆற்றல் தடையை மீறவே இயலாது என்பதுதான். ஆனால் குவிண்டம் இயற்பியலில் அந்தத் துகள் ஆற்றல் தடையைக் காட்டிலும் குறைந்த அளவு ஆற்றல் பெற்றிருப்பினும், ஆற்றல் தடையின் அகலம் குறைவாய் இருந்தால் அத்துகள் ஆற்றல் தடையைக் ஊடுருவிக் கடந்து செல்ல ஒரு ஒரு குறிப்பிட்ட வாய்ப்பளவு உள்ளது என்று கூறுகின்றது. செயல்முறைகளிலும் இவை நிறுவப்பட்டுள்ளன. இப்படி ஆற்றல் தடை ஊடே ஊடுருவிப் போவதை புரை ஊடுருவல் என்றும் குவிண்டம் புரை ஊடுருவல் என்றும் கூறப்படுகின்றது. மின்மப் பொருள் புரை ஊடுருவிச் சென்றால் மின்னோட்டம் நிகழும். இதன் அடிப்படையிலேயே ஒரு பொருளின் மேற்பரப்பில் உள்ள அணு அடுக்கங்களை மிகத் துல்லியமாகவும் மிக நுட்பமாகவும் கண்டறியும் அணுப்புற விசை நுண்ணோக்கிகளும், வாருதல்வகை புரை ஊடுருவல் நுண்ணோக்கிகளும் அறிவியல்-பொறியாளர்கள் ஆக்கி உள்ளனர். விரைந்து வளர்ந்து வரும் நானோ தொழில்நுட்பத்திற்கு இவ்வடிப்படையில் அமைந்த கருவிகள் மிகத்தேவையானது.

தமிழில் புரை, புழை = துளை. ஏதோ துல்லியமாய் அறியா வகையில் ஆற்றல்தடையை ஊடுருவிக் கடக்கும் இந்நிகழ்வு புரை ஊடுருவல், அல்லது புழை ஊடுருவல் என்று அழைக்கபடுகின்றது.

[சமன்பாடுகள் விளக்க விரிவாக்கம், படம் பின்னர் வரும்]