量子隧穿效應可使微傳感器運行一整年

我們對微電子元件和傳感器的需求日益增加，科學家們正試圖構思新技術來降低能耗和延長設備的電池壽命，

借助量子隧穿效應，新發明的傳感器可以運行一年，只需要一開始就“沖”它，這種簡單廉價的器件(僅由四個電容和兩個晶體管組成)可以長時間連續運行。

科學家利用電子的波粒二象性來精確控制從電路一端流向另一端的電流，

在過去，為了產生電流，需要對電子施加足夠強的驅動力——，這被稱為閾值能量，因為驅動力必須超過一定的閾值。當我們追求低功耗設備時，閾值能量非常討厭，這使得能量消耗非常不經濟。

圣路易斯華盛頓大學部的電氣工程師Shantanu Chakrabartty說：“通常，如果你想到達山的另一邊，你必須先爬上山頂，量子隧道更像是一條穿過山丘的隧道，可以用更少的能量完成電子的遷移。”

量子力學的應用：通過采用一些方法來創造需要克服的“斜坡”或障礙，以許多不同的方式控制電子流，

在這種情況下，“山坡”就是厚度小于100個原子的所謂福勒-諾德海姆隧道勢壘。通過以這種方式建立屏障，科學家可以在保持系統(和設備)穩定和開放的同時，減緩電子的流動速度，

“想象一個蘋果掛在樹上，搖著樹，蘋果沒有掉下來，你得給它足夠的震動，把蘋果搖下來，這樣電子才有最小的能量穿過屏障，”

設備中有兩個電源系統，一個帶有傳感器(能量轉換器)。研究人員最終獲得了利用兩個內部系統之間的相互作用的設備，該設備可以在沒有額外電源的情況下感測和記錄數據，并且這種東西可以用于監測血糖和測量疫苗運輸的溫度，

該傳感器是一個壓電加速度計，它可以感知周圍的運動并由周圍的運動提供動力，但基本原理也可以應用于其他類型的能量收集器。

查克拉巴蒂說：“目前，平臺是通用的，只取決于你與設備耦合的內容。只要它能產生電信號，它就能給我們的傳感器數據記錄器自動供電，”

研究發表于《自然通訊》。

https://www . science alert.com/a-quantum-push-can-keep-this-self-power-device-running-為期一年