隧道二极管

隧道二极管是一种把量子隧穿用进电路里的电子元件。它是一个两侧都被极重掺杂的半导体结，因而两者之间的边界层异常之薄——仅有几纳米。越过如此狭窄的势垒，电子并不需要足够的能量去翻越；它们干脆径直隧穿过去，仿佛势垒部分透明似的出现在另一侧。

这种隧穿赋予该器件一种奇特而宝贵的性质：负微分电阻区。在普通电阻里，升高电压总会增大电流。而在隧道二极管中，在某一范围内，升高电压反倒使电流下降，因为原本允许隧穿的能级渐渐错开了对准。一个电流随电压升高而下降的元件，能够放大信号并维持振荡，这正是隧道二极管曾用于极快速、高频电路的原因。

由于隧穿基本上是瞬时的，并不依赖电荷缓慢漂移越过结，隧道二极管能极快地切换，直至微波频段。江崎玲于奈于一九五七年发现这一效应，并因此分享诺贝尔奖。尽管如今它大体已被其他器件取代，隧道二极管却是一个早期而生动的证明：一种曾被认为纯属理论的量子效应，竟可被设计进实用的电子学之中。