터널링효과2 반도체 밴드 구조와 전자의 양자적 이동: 스마트폰 속 보이지 않는 세계 들어가며매일 아침 스마트폰을 켜는 그 순간, 우리 손안에서는 수십억 개의 전자들이 정교한 '양자 춤'을 추고 있습니다. 이 작은 입자들의 움직임이 어떻게 스마트폰, 컴퓨터, AI 반도체를 작동시키는지 알아보겠습니다.밴드 구조란 무엇인가?원자에서 결정으로: 에너지 띠의 탄생고립된 원자에서 전자는 특정한 에너지 궤도(1s, 2p 등)에만 존재할 수 있습니다. 하지만 수많은 원자들이 규칙적으로 배열되어 결정을 이루면 상황이 완전히 달라집니다.인접한 원자들의 전자들이 양자역학적으로 상호작용하면서 개별 에너지 준위들이 합쳐져 **연속적인 띠(밴드)**를 형성하게 됩니다.두 가지 핵심 밴드가전자대(Valence Band)원자에 결합되어 있는 전자들이 존재하는 영역상대적으로 낮은 에너지 상태전도대(Conduction.. 2025. 12. 9. 양자터널링: 장벽을 넘어가는 확률의 물리학 며칠 전, 저장장치의 데이터 보존 문제를 조사하다가 문득 한 가지 사실을 떠올렸다.SSD나 USB 같은 플래시 메모리에 전자가 저장되는 과정은 “터널링”이라는 현상에 의존한다는 것.전자가 산화막이라는 얇은 장벽을 관통해 트랩층에 들어가고, 빠져나오는 과정이 곧 0과 1의 정의를 만든다.그런데 가만히 생각해보면 설명이 이상하다.“전자가 장벽을 넘어간다? 에너지가 부족한데?”고전역학이라면 절대 성립할 수 없는 이야기다.하지만 자연은 우리 상식과 다르게 작동한다.이 글에서는 바로 그 “상식 바깥의 세계”, 양자터널링을 차분하게 풀어본다.1. 고전역학의 직관: 에너지가 부족하면 벽은 넘을 수 없다고전역학에서는 물체의 운동이 명확하다.위치, 속도, 에너지—이 값들이 정확히 정해져 있으니결과도 예측 가능하다.높이가.. 2025. 12. 2. 이전 1 다음
