Το "Quantum Avalanche" εξηγεί πώς μετατρέπονται οι μη μεταποίοι σε αγωγούς
Αυτή η διαδικασία μπορεί να συμβεί όταν εφαρμόζεται ένα επαρκώς ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο στο υλικό, προκαλώντας τους φορείς ελεύθερης φόρτισης να αποκτήσουν αρκετή ενέργεια για να συγκρουστούν και να ιονίζουν άλλα άτομα ή μόρια, δημιουργώντας έτσι πρόσθετους φορείς φόρτισης. Αυτοί οι νεοαποκτηθέντες φορείς φορτίου μπορούν στη συνέχεια να προχωρήσουν σε ιονισμό άλλων ατόμων ή μορίων, δημιουργώντας μια αλυσιδωτή αντίδραση που έχει ως αποτέλεσμα μια εκθετική αύξηση του αριθμού των φορέων ελεύθερης χρέωσης και μιας αντίστοιχης μείωσης της αντίστασης του υλικού.
Καθώς αυξάνεται η ισχύς του ηλεκτρικού πεδίου, η πιθανότητα της κβαντικής χιονοστιβάδας αυξάνεται επίσης, φθάνοντας τελικά σε ένα κρίσιμο σημείο όπου το υλικό υφίσταται ξαφνική μετάβαση από έναν μη μονογωγό σε έναν αγωγό.
Αυτή η μετάβαση συνοδεύεται από μια απότομη πτώση της αντίστασης του υλικού και την αντίστοιχη αύξηση της αγωγιμότητάς του. Η κρίσιμη ισχύς του ηλεκτρικού πεδίου που απαιτείται για την εμφάνιση της κβαντικής χιονοστιβάδας εξαρτάται από τις ιδιότητες του υλικού, όπως η ζώνη, η αποτελεσματική μάζα και η διηλεκτρική σταθερά.
Η κβαντική χιονοστιβάδα διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο σε διάφορες ηλεκτρονικές συσκευές και φαινόμενα, όπως διόδους zener, φωτοδιόδους χιονοστιβάδας και διασταυρώσεις σήραγγας μεταλλικού-μονομερής (MIM).
Στις διόδους Zener, χρησιμοποιείται κβαντική χιονοστιβάδα για την επίτευξη σταθερής αναφοράς τάσης, ενώ σε φωτοδιόδους χιονοστιβάδας επιτρέπει την ανίχνευση φωτός χαμηλής έντασης, ενισχύοντας το σήμα μέσω του πολλαπλασιασμού των φορέων φορτίου. Οι διασταυρώσεις σήραγγας MIM, από την άλλη πλευρά, βασίζονται στην κβαντική χιονοστιβάδα για να επιτύχουν μια κατάσταση υψηλής αντίστασης σε μη πτητικές συσκευές μνήμης.
