عادةً ما يمرر ديود أشباه الموصلات التيار في اتجاه واحد فقط، مثل باب بنابض: في اتجاه يُفتح بسهولة، وفي الاتجاه الآخر يصطدم. لكن إذا أشبعنا البلورة بالشوائب بشدة، يبدأ الباب في التصرف بغرابة: عند الجهد العكسي، لا يتدفق التيار فحسب، بل يقفز فجأة. تسمى هذه الديودات بديودات النفق لأنه كان يُعتقد أن الإلكترونات تخترق الحاجز مثل الأشباح عبر الجدار — وهذا هو النفق الكمومي.
يقترح مؤلفو الدراسة الجديدة آلية أخرى أكثر واقعية. أي جسم دافئ يصدر أشعة تحت حمراء غير مرئية — هكذا تعمل كاميرا التصوير الحراري. أشباه الموصلات في درجة حرارة الغرفة يتوهج أيضًا في نطاق الأشعة تحت الحمراء. والتشويب العالي يخلق في البلورة العديد من العيوب — ذرات في غير مواضعها، وفراغات. يمكن لهذه العيوب أن تمتص فوتونات الأشعة تحت الحمراء وتولّد أزواج إلكترون-ثقب، وطاقة الفوتون تكفي لذلك حتى لو كانت أقل من عرض نطاق الطاقة المحظور.
الإلكترونات والثقوب المولّدة بهذه الطريقة توجد بالقرب من وصلة p-n حيث يوجد مجال كهربائي مدمج. هذا المجال يفصل بينها في اتجاهين متعاكسين، مما يولّد تيارًا عكسيًا. عند الجهد العكسي، تتسع منطقة الوصلة، فتلتقط المزيد من العيوب، ويزداد التيار. وعند التشويب العالي بما فيه الكفاية، يحدث أيضًا تكاثر انهياري للحاملات — مثل كرة الثلج التي تتدحرج من الجبل وتجمع المزيد والمزيد من الثلج. ونتيجة لذلك، يزداد التيار العكسي بشكل حاد مع الجهد، ويكتسب الديود العادي خصائص ديود النفق.
يؤكد المؤلفون أنهم لا ينكرون النفق الكمومي تمامًا. في الأجهزة المختلفة، قد تكون مساهمة آلية أو أخرى أكبر أو أصغر. لكن التفسير المقترح عبر الأشعة تحت الحمراء والعيوب يعطي صورة بسيطة وواضحة تربط الخصائص الحرارية للبلورة بسلوكها الكهربائي.
اخترع ديود النفق في عام 1957، وكان أول جهاز أشباه موصلات يُستخدم فيه النفق الكمومي عمليًا. الآن، ربما يمكن تفسير عمله دون هذا التأثير.