量子隧穿是一种量子力学现象，粒子隧穿了一个它通常无法逾越的障碍。它是隧道二极管的工作机制。在厚度约为1 ~ 3nm或更薄的屏障时，会产生隧道效应。用极薄的绝缘体将两个导体隔开，就可以形成一个简单的屏障。
当粒子穿过势垒时，隧穿电流迅速下降。因此，隧道二极管可以产生一个电压范围，该电压范围内的电流随着外加电压的升高而下降。这种特殊的特性被用于高速设备的应用中，在这些设备中，特性隧穿概率的变化与偏置电压的变化一样快。
穿过隧道二极管屏障的粒子实际上是带电粒子。电荷有两种(据我们所知)，正电荷和负电荷。其实这些话不应该太当真。在负数小于零的意义上，电子本身并没有负的性质。事实上，电子被标记为负电是一个历史性的偶然，这是由于人们最初认为电的方向与现在人们认为的相反。
撇开术语不谈，我们古老的祖先都知道的基本事实是，当涉及到极性时，喜欢的排斥，不喜欢的吸引。这个简单的事实使原子成为可能，从而成为我们所知道的物质。
电荷是许多亚原子粒子的一种守恒性质。质子有一个固定的正电荷。在更大的范围内，物体可能获得或失去不同数量的电荷。对于一个宏观物体来说，通常的情况是相对于电荷是中性的，因为组成原子的大部分是由相同数量的正质子和负电子组成的，并由于中子的存在而稳定下来。
当原子获得或失去一个或多个电子时，它们就带负电荷或正电荷，变成离子。如果这种情况发生在一个宏观物体中的大部分原子上，这个物体就会获得电荷，并吸引或排斥不同或相似的带电物体。
最终，人们发现电荷是量子化的，它不能在连续体中占据任何位置，而是以基本量的离散倍数存在。事实上，所有电子和质子所表现出的基本电荷都是-e或+e，它大约等于负或正1.602 × 10-19年库仑。一个例外是夸克，它似乎像人类细胞中的病毒一样，作为其他亚原子粒子的组成部分而存在。它的电荷是e/3的整数倍。
量子隧穿之所以能起作用，是因为物质可以完全被描述成一个波函数来考虑每一个粒子。在少数情况下，一个粒子遇到一个被认为不可逾越的障碍时，可以从障碍的一边进入另一边。
欧内斯特·卢瑟福(Earnest Rutherford)等人在20世纪早期预测了量子力学，他们描述了半衰期和衰变。乔治·伽莫夫(George Gamow)是第一个解决Schrödinger方程的人，他指出，粒子的半衰期和发射的能量导致了隧穿作为一种概率事件。
经典力学所宣扬的观点认为，缺乏足够能量越过势垒的粒子实际上永远也不会越过势垒。由于粒子的能量，或者更确切地说波函数的能量，具有跨越某一带宽的能量，因此这一能量的一部分可以完成穿越。
不用说，海森堡测不准原理提供了一种理解正在发生的事情的方法。它指出，一个粒子的位置和动量不能同时被知道。重要的是要看到，这不是人类认知的某种心理障碍，而是衡量问题。
量子隧穿利用了粒子波函数的多能级特性，所以它可以以经典物理学中不可能的方式移动。除了利用这一现象的隧道二极管外，还有许多实际应用。此外，它还有一个不幸的后果，那就是它为超大规模集成电路(VLSI)的电流泄漏奠定了基础，导致高密度集成电路的功率损耗和热量上升。这可能会对微芯片的小型化产生最终的限制。
《华盛顿邮报》量子隧道和隧道二极管第一次出现在测试和测量提示．
了下:测试和测量提示
