このプロセスは、十分に強力な電界が材料に適用され、自由電荷キャリアが他の原子または分子と衝突してイオン化するのに十分なエネルギーを獲得し、それによって追加の電荷キャリアを生成する場合に発生する可能性があります。これらの新しく生成された電荷キャリアは、他の原子または分子をイオン化することができ、その結果、自由電荷キャリアの数が指数関数的に成長し、材料の抵抗の対応する減少をもたらす連鎖反応を引き起こす可能性があります。
電界強度が増加すると、量子雪崩の確率も増加し、最終的に材料が非伝導体から導体への突然の移行を受ける重要なポイントに達します。
この遷移には、材料の抵抗の急激な低下と、その導電率の対応する増加が伴います。量子雪崩が発生するのに必要な重要な電界強度は、バンドギャップ、有効質量、誘電率など、材料の特性に依存します。
Quantum Avalancheは、Zener Diodes、Avalanche Photodiodes、Metal-Insulator-Metal（MIM）トンネルジャンクションなど、さまざまな電子機器や現象で重要な役割を果たします。
Zener Diodesでは、Quantum Avalancheが安定した電圧参照を実現するために使用されますが、雪崩フォトダイオードでは、電荷キャリアの乗算を介して信号を増幅することにより、低強度の光を検出できます。一方、MIMトンネルジャンクションは、量子雪崩に依存して、不揮発性メモリデバイスで高い抵抗状態を達成します。
