負(fù)微分電阻效應(yīng)

負(fù)微分電阻效應(yīng)（Negative differential resistance，簡稱NDR）是指材料在特定電壓下電流隨電壓的增加而減小的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象在微波器件、半導(dǎo)體器件和超導(dǎo)體等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。

1.負(fù)微分電阻效應(yīng)是什么

負(fù)微分電阻效應(yīng)是指當(dāng)電子受到外電場作用時，其能量會上升，并促使它們從低能態(tài)躍遷到高能態(tài)；在一些晶體材料中，當(dāng)電壓值達(dá)到一個臨界值時，這些“激發(fā)電子”會集體地同步振蕩，此時電阻突然下降，出現(xiàn)“負(fù)微分電阻效應(yīng)”。在這個過程中，能量被轉(zhuǎn)移并以較大的速率向環(huán)境散失。

2.負(fù)微分電阻效應(yīng)原理

負(fù)微分電阻效應(yīng)是由材料中電子間相互作用而產(chǎn)生的。當(dāng)電子在受到電場激勵后，通過量子隧穿的方式，跨越了勢壘，進(jìn)入了更高的能帶。不同于普通電子，這些進(jìn)入高能態(tài)的電子具有更強(qiáng)的相互作用，并以外場驅(qū)動和相互作用的方式來產(chǎn)生耗散和吸收。當(dāng)電壓繼續(xù)上升時，會觸發(fā)電子之間的相互作用和集體振蕩，導(dǎo)致能量轉(zhuǎn)移并向環(huán)境散失。

3.負(fù)微分電阻效應(yīng)的意義

負(fù)微分電阻效應(yīng)在物理學(xué)、電子學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域中都有廣泛應(yīng)用。在微波器件中，負(fù)微分電阻效應(yīng)可用于制造高速穩(wěn)定的振蕩器；在半導(dǎo)體器件中，它被用于制造高速開關(guān)和計(jì)數(shù)器；在超導(dǎo)體中，它則可用于制造更高性能的超導(dǎo)體元件。