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Es un tipo de diodo semiconductor que, entre otras características, es capaz de operar a muy alta frecuencia (en la región de las microondas, 300 MHz – 300 GHz) debido a que en su funcionamiento utiliza un efecto de la mecánica cuántica denominado efecto túnel. A grandes rasgos, este efecto permite que una partícula pueda salvar una barrera de potencial sin tener energía suficiente para rebasarla por encima (en el sentido clásico); para ello, al llegar a la barrera y a escala cuántica, la partícula exhibe un comportamiento ondulatorio (inmaterial) que le permite atravesar la barrera de potencial como si horadara un túnel para ello. El diodo túnel fue inventado en Agosto de 1957 por Leo Esaki, cuando trabajaba en la compañía Tokyo Tsushin Kogyo, conocida hoy en día como Sony. En 1973 recibió el premio Nobel en Física, junto con Brian Josephson, por descubrir el efecto túnel que rige el funcionamiento de estos diodos.