Перспективы применения наноматериалов в космической технике. Новиков Л.С - 35 стр.

UptoLike

Физические основы нанотехнологий
35
наноэлектроники, работа которых управляется чрезвычайно ма-
лыми электрическими зарядами, вплоть до заряда одного элект-
рона, в то время как для современных элементов микро-
электроники требуется величина заряда 10
5
10
6
электронов.
На рис. 1.14а изображена наноразмерная структура, состоящая
из двух металлических электродов (1, 2), разделенных диэлект-
рической средой, в которую помещена квантовая точка (3). В та-
кой структуре может протекать электрический ток за счет тунне-
лирования электронов сквозь потенциальные барьеры между
квантовой точкой и электродами. При определенных параметрах
потенциальных барьеров, определяемых размерами элементов
структуры и свойствами их материалов, зависимость тока I, те-
кущего между электродами, от приложенного к ним напряжения
U имеет ступенчатый характер, показанный упрощенно на
рис. 1.14б. Такой вид вольт-амперной характеристики обусловлен
эффектом кулоновской блокады, который состоит в том, что при
наличии на квантовой точке электрона проникновение после-
дующих электронов через
потенциальный барьер становится не-
возможным из-за кулоновского отталкивания. При напряжении
U
КБ
обеспечивается преодоление кулоновской блокады.
Рис. 1.14. Схема наноразмерной структуры с квантовой точкой (а)
и ступенчатая вольт-амперная характеристика (б)
а
1
U
23
б
I
UU
КБ
                               Физические основы нанотехнологий

наноэлектроники, работа которых управляется чрезвычайно ма-
лыми электрическими зарядами, вплоть до заряда одного элект-
рона, в то время как для современных элементов микро-
электроники требуется величина заряда 105−106 электронов.

                                                I



         1       3      2



                                                    UКБ     U

                 U



                 а                              б
  Рис. 1.14. Схема наноразмерной структуры с квантовой точкой (а)
  и ступенчатая вольт-амперная характеристика (б)

  На рис. 1.14а изображена наноразмерная структура, состоящая
из двух металлических электродов (1, 2), разделенных диэлект-
рической средой, в которую помещена квантовая точка (3). В та-
кой структуре может протекать электрический ток за счет тунне-
лирования электронов сквозь потенциальные барьеры между
квантовой точкой и электродами. При определенных параметрах
потенциальных барьеров, определяемых размерами элементов
структуры и свойствами их материалов, зависимость тока I, те-
кущего между электродами, от приложенного к ним напряжения
U имеет ступенчатый характер, показанный упрощенно на
рис. 1.14б. Такой вид вольт-амперной характеристики обусловлен
эффектом кулоновской блокады, который состоит в том, что при
наличии на квантовой точке электрона проникновение после-
дующих электронов через потенциальный барьер становится не-
возможным из-за кулоновского отталкивания. При напряжении
UКБ обеспечивается преодоление кулоновской блокады.

                                                                    35