耗能隧道效应英文解释翻译、耗能隧道效应的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【电】 dissipative tunneling effect

分词翻译：

耗的英语翻译：

bad news; consume; cost; dawdle; waste time

能的英语翻译：

ability; able; be able to; can; capable; energy; skill
【化】 energy
【医】 energy

隧道效应的英语翻译：

【计】 tunnel effect; tunneling
【化】 tunnel effect; tunneling effect; tunnelling effect

专业解析

耗能隧道效应（Energy-Dissipative Tunneling Effect）是量子力学中隧道效应的一种特定表现形式，它描述了粒子在穿越势垒时伴随显著能量耗散的过程。以下从汉英词典角度并结合物理学原理进行详细解释：

一、术语分解与基础定义

耗能 (Hàonéng / Energy Dissipation)
指系统在过程中损失能量的现象，通常转化为热能或其他非有用形式。在量子隧穿中，耗能可能源于粒子与势垒内部缺陷、声子或电磁场的相互作用。
隧道效应 (Suìdào Xiàoyìng / Tunneling Effect)
量子粒子穿越高于自身能量的势垒的量子行为，经典力学中不可能发生。例如电子穿越绝缘势垒（扫描隧道显微镜原理）。
组合定义
耗能隧道效应 = 粒子隧穿过程中因非弹性散射导致动能部分耗散的现象，区别于理想弹性隧穿（如超导约瑟夫森结）。

二、物理机制与特征

能量耗散途径
- 电子-声子耦合：隧穿电子激发晶格振动（声子），能量转化为热能。
- 缺陷散射：势垒内的杂质或缺陷导致电子发生非弹性碰撞。
  公式描述：
  
  $$ Gamma propto e^{-frac{2d}{hbar}sqrt{2m(V_0-E)}} $$
  
  其中$Gamma$为隧穿率，$d$为势垒宽度，$V_0$为势垒高度，$E$为粒子能量。耗能效应会降低$Gamma$的实际值。
实验观测
在单电子晶体管（SET）和磁隧道结（MTJ）中，电流-电压曲线的非线性偏移及微分电导峰值展宽可表征耗能隧穿。

三、应用领域

纳米电子器件
耗能隧穿导致器件发热，制约高密度集成电路的能效设计（如FinFET晶体管）。

量子计算
超导量子比特中非弹性隧穿会引发退相干，需通过材料纯化抑制能量耗散。

权威参考文献

量子隧穿理论
Merzbacher, E. Quantum Mechanics (3rd ed.). Wiley, 1998.

耗散机制研究
Tinkham, M. Introduction to Superconductivity. Dover, 2004.

实验验证
Nature Physics: Inelastic tunneling spectroscopy of molecular vibrations

注：以上链接为示例性权威来源，实际使用需验证链接有效性。若链接失效，建议通过DOI（如10.1038/nphys1134）在学术数据库检索原文。

网络扩展解释

耗能隧道效应是量子力学中的一种现象，指微观粒子（如电子）在能量不足以跨越势垒时，仍有一定概率穿透势垒的特性，且该过程伴随能量变化或耗散。以下是详细解析：

1.基本概念

在经典力学中，粒子若动能低于势垒高度，无法穿越势垒；但量子力学中，粒子的波函数会在势垒内衰减而非完全消失，因此存在穿透概率。这种现象称为隧道效应，而“耗能”可能指该过程中能量的动态变化或耗散，例如电子穿透势垒时与材料相互作用导致的能量损失。

2.物理机制

量子波动性：微观粒子的波粒二象性使其波函数在势垒处不完全反射，部分穿透势垒，表现为概率性穿透。
能量耗散：在穿透过程中，粒子可能与势垒结构（如半导体中的绝缘层）发生能量交换，导致能量损耗。

3.应用场景

半导体器件：如隧道二极管、扫描隧道显微镜（STM）等，利用电子隧穿效应实现电流控制或原子级成像。
超导研究：约瑟夫森效应（一种特殊隧穿现象）用于超导量子干涉器件（SQUID）。

4.与其他领域的类比

心理学/经济学：虽与量子效应无关，但“隧道效应”被借喻描述注意力狭窄或资源分配不均现象。例如，经济压力下个体可能忽视长期风险（耗能可隐喻心理资源损耗）。

5.数学描述

隧穿概率可通过薛定谔方程求解。对于一维方势垒，透射系数近似为： $$ T approx e^{-2k d} $$ 其中，$k=sqrt{frac{2m(V_0-E)}{hbar}}$，$d$为势垒宽度，$V_0$为势垒高度，$E$为粒子能量。

耗能隧道效应是量子力学中结合能量动态的隧穿现象，既体现微观粒子的非经典行为，也关联实际器件中的能量转化。其他领域的类比用法需结合具体语境区分。