これは、量子雪崩のプロセスのより詳細な説明です：
1。高電界： 非伝導体または半導体に十分な高い電界が適用されると、材料内のエネルギーバンドが歪んでおり、価数帯域と伝導帯の間のバンドギャップが縮小されます。
2。電子トンネル： 強力な電界の影響の下で、価数帯域の電子は、エネルギー障壁を通って伝導帯にバンドギャップとトンネルの減少を克服できます。このプロセスには、電子の熱励起に比べてエネルギーが少なくなります。これは、電子がバンドギャップを飛び越える通常の方法です。
3。キャリア乗算： 伝導帯にトンネルする電子は、電界からエネルギーを獲得し、加速し、他の原子価電子と衝突します。これらの衝突により、さらなるイオン化と追加の電子穴ペアが生成されます。このプロセスは、衝撃イオン化またはキャリア増殖として知られています。
4。雪崩効果： 新しく生成された電子と穴は、衝撃イオン化のプロセスを繰り返し、電荷キャリアの数が指数関数的に増加する連鎖反応様効果をもたらします。これにより、電流が急速に増幅され、材料が非伝導状態から導電性状態への突然の移行が発生します。
5。血漿形成： 電荷キャリアの密度が増加し続けると、材料の電気抵抗率が低下し、プラズマのように振る舞い始めます。このプラズマ状態では、多数の遊離電子と穴が共存し、材料が電気を効率的に伝達できるようにします。
Quantum Avalancheは、雪崩フォトダイオード、光運動障害、高出力スイッチなど、いくつかの電子機器やアプリケーションで重要な現象です。また、稲妻のストライキや絶縁体の電気崩壊など、極端な電界下での材料の挙動を理解する上でも重要です。
