L'effet tunnel est l'un des processus les plus fondamentaux de la mécanique quantique, dans lequel le paquet d'ondes pourrait traverser une barrière énergétique classiquement insurmontable avec une certaine probabilité.
À l'échelle atomique, les effets tunnel jouent un rôle important en biologie moléculaire, comme accélérer la catalyse enzymatique, provoquer des mutations spontanées dans l'ADN et déclencher des cascades de signalisation olfactive.
L'effet tunnel photoélectronique est un processus clé dans les réactions chimiques induites par la lumière, le transfert de charge et d'énergie et l'émission de rayonnement. La taille des puces optoélectroniques et autres dispositifs est proche de l'échelle atomique inférieure au nanomètre, et les effets tunnel quantiques entre les différents canaux seraient considérablement améliorés.
L’imagerie en temps réel de la dynamique de l’effet tunnel des électrons dans des molécules complexes revêt une importance scientifique importante pour promouvoir le développement de transistors à effet tunnel et de dispositifs optoélectroniques ultrarapides. L'effet de l'atome voisin sur la dynamique du tunnel électronique dans les molécules complexes est l'une des questions scientifiques clés dans les domaines de la physique quantique, de la chimie quantique, de la nanoélectronique, etc.
Dans un article publié dans Light :Science &Applications , une équipe de scientifiques de l'Université de Hainan et de l'Université normale de Chine orientale a conçu un complexe van der Waals Ar-Kr + en tant que système prototype avec une distance internucléaire de 0,39 nm pour suivre le tunnel électronique via l'atome voisin dans le système à l'échelle inférieure au nanomètre.
La localisation électronique intrinsèque de l'orbitale moléculaire occupée la plus élevée de Ar-Kr donne une préférence pour l'élimination des électrons du site Kr lors de la première étape d'ionisation.
Le trou électronique assisté par le site dans Ar-Kr + garantit que le deuxième électron est principalement retiré de l'atome d'Ar lors de la deuxième étape d'ionisation, où l'électron peut directement passer par tunnel vers le continuum à partir de l'atome d'Ar ou alternativement via le Kr + voisin. noyau ionique.
En combinaison avec la méthode améliorée d'approximation de champ fort corrigée par Coulomb (ICCSFA) développée par l'équipe, qui est capable de prendre en compte l'interaction coulombienne sous le potentiel pendant le tunneling, et en surveillant la distribution du moment transversal des photoélectrons pour suivre la dynamique du tunneling , il a été découvert qu'il existe deux effets de capture forte et de capture faible des électrons tunnel par l'atome voisin.
Ce travail révèle avec succès le rôle critique de l’atome voisin dans l’effet tunnel électronique dans les systèmes complexes subnanométriques. Cette découverte offre une nouvelle façon de comprendre en profondeur le rôle clé de l'effet Coulomb sous la barrière de potentiel dans la dynamique de l'effet tunnel des électrons, la génération solide d'harmoniques élevées, et établit une base de recherche solide pour sonder et contrôler la dynamique de l'effet tunnel des biomolécules complexes. P>
Plus d'informations : Ming Zhu et al, Tunnellisation des électrons via l'atome voisin, Light :Science &Applications (2024). DOI :10.1038/s41377-023-01373-2
Informations sur le journal : La lumière :science et applications
Fourni par l'Académie chinoise des sciences
