障壁エネルギーとは、電子が細胞膜を通過する際に消費するエネルギーのことであり、障壁の静電ポテンシャルの指標となる。
エネルギー障壁と呼ばれる電位場は、電子などの荷電粒子の位置を限定したり、その動きを制御したりするために利用できる。ナノモルフィック細胞のようなミクロンサイズのシステムを構築するために必要なすべての構成要素は、機能するためにエネルギー障壁に依存している。
原子核障壁の透過確率については、周囲の電子の作用が考慮される。重い原子の場合、原子核ポテンシャルはフェルミ・トーマスポテンシャルに置き換えられ、非常に軽い原子の場合は、一定電子密度モデルから導出されたポテンシャルに置き換えられる。
電位エネルギーとは
電荷を電場に逆らって移動させるのに必要なエネルギーは、電気ポテンシャルエネルギーとして知られています。電荷は、より強い電場を通過するにはより多くのエネルギーが必要ですが、より弱い電場を通過する際にもより多くのエネルギーが必要です。
電気の力によって小さな正電荷の粒子が付着した、負電荷を帯びた大きなプレートを考えてみましょう。プレートの周囲には電界があり、正電荷を帯びた物体を引き寄せます (一方、負電荷を帯びた他の物体は押しのけます)。
こちらもご覧ください：バンドギャップとは？
電場の力に逆らって、正の粒子を電極板から引き離し始めます。電気力が粒子同士を引き寄せているため、作業が困難になります。もし粒子を放すと、電気力によって正の粒子は負極板に戻されます。粒子は、電極板から遠ざけるために使用したエネルギーを電気ポテンシャルエネルギーとして蓄えています。粒子が解放されると、移動する能力を持つようになります。
