Denna process kan inträffa när ett tillräckligt starkt elektriskt fält appliceras på materialet, vilket gör att de fria laddningsbärarna får tillräckligt med energi för att kollidera med och jonisera andra atomer eller molekyler och därigenom generera ytterligare laddningsbärare. Dessa nygenererade laddningsbärare kan sedan fortsätta att jonisera andra atomer eller molekyler, vilket skapar en kedjereaktion som resulterar i en exponentiell tillväxt av antalet fria laddningsbärare och en motsvarande minskning av materialets motstånd.
När den elektriska fältstyrkan ökar, ökar också sannolikheten för kvantlavin, och når så småningom en kritisk punkt där materialet genomgår en plötslig övergång från en icke-ledare till en ledare.
Denna övergång åtföljs av en kraftig nedgång i materialets motstånd och en motsvarande ökning av dess konduktivitet. Den kritiska elektriska fältstyrkan som krävs för att kvantlavin ska inträffa beror på materialets egenskaper, såsom dess bandgap, effektiv massa och dielektricitetskonstant.
Quantum lavin spelar en avgörande roll i olika elektroniska enheter och fenomen, såsom Zener-dioder, lavinfotodioder och metall-isolator-metall (MIM) tunnelövergångar.
I Zenerdioder används kvantlavin för att uppnå en stabil spänningsreferens, medan den i lavinfotodioder möjliggör detektering av lågintensivt ljus genom att förstärka signalen genom multiplikation av laddningsbärare. MIM-tunnelkorsningar, å andra sidan, förlitar sig på kvantavalanche för att uppnå ett högresistanstillstånd i icke-flyktiga minnesenheter.
