101 вопрос о нанотехнологиях. Нагорнов Ю.С. - 66 стр.

UptoLike

Составители:

Рубрика:

Вопрос 60. Что такое транзистор на одноэлектронном

туннелировании?

В 1986 году советскими учеными К.К. Лихаревым и Д.В. Авериным был предложен

одноэлектронный транзистор на эффекте кулоновской блокады. Данный эффект,

обусловлен отталкиванием электронов в контактах от электрона на точке, а также

дополнительным кулоновским потенциальным барьером который создает электрон,

закрепившийся на точке. Кулоновский барьер препятствует вылету электрона из точки, а

также попаданию новых электронов на нее. При этом электрический ток в цепи

протекает порциями, что соответствует движениям единичных электронов. Рассмотрим

более подробно конструкцию и принцип работы одноэлектронного транзистора. Также

как и любой полупроводниковый транзистор, он имеет три электрода, называемые

истоком, стоком и затвором. В области между электродами (рис.53) располагается

дополнительный металлический или полупроводниковый «наноостровок» - наночастица

или кластер нанометровых размеров, изолированный от электродов диэлектрическими

прослойками, через которые и может при определенных условиях происходить движение

электрона. Если приложить напряжение между истоком и стоком транзистора, то ток

протекать не будет. Поскольку электроны в данный момент заблокированы на

наночастице. Для наблюдения тока необходимо увеличить потенциал на управляющем

электроде – затворе. Только когда потенциал на затворе станет больше некоторого

порогового значения, блокада прорывается, и электрон способен пройти через барьер – в

цепи исток-сток начинает протекать ток. Таким образом, управляя потенциалом на

затворе, можно пропускать через барьеры одиночные электроны. Количество электронов

в наночастице должно быть не более 10, а желательно и меньше. Это может быть

достигнуто в квантовых структурах с размером порядка 10 нм.

Рис. 53. Одноэлектронный транзистор