單電子晶體管

用一個或者少量電子就能記錄信號的晶體管。隨著半導(dǎo)體刻蝕技術(shù)和工藝的發(fā)展，大規(guī)模集成電路的集成度越來越高。以動態(tài)隨機(jī)存儲器(DRAM)為例，它的集成度差不多以每兩年增加四倍的速度發(fā)展，預(yù)計單電子晶體管將是最終的目標(biāo)。目前一般的存儲器每個存儲元包含了20萬個電子，而單電子晶體管每個存儲元只包含了一個或少量電子，因此它將大大降低功耗，提高集成電路的集成度。1989年斯各特(J.H. F.Scott-Thomas)等人在實驗上發(fā)現(xiàn)了庫侖阻塞現(xiàn)象。在調(diào)制摻雜異質(zhì)結(jié)界面形成的二維電子氣上面，制作一個面積很小的金屬電極，使得在二維電子氣中形成一個量子點，它只能容納少量的電子，也就是它的電容很小，小于一個？F (10-15法拉)。當(dāng)外加電壓時，如果電壓變化引起量子點中電荷變化量不到一個電子的電荷，則將沒有電流通過。直到電壓增大到能引起一個電子電荷的變化時，才有電流通過。因此電流-電壓關(guān)系不是通常的直線關(guān)系，而是臺階形的。這個實驗在歷史上第一次實現(xiàn)了用人工控制一個電子的運動，為制造單電子晶體管提供了實驗依據(jù)。為了提高單電子晶體管的工作溫度，必須使量子點的尺寸小于10納米，目前世界各實驗室都在想各種辦法解決這個問題。有些實驗室宣稱已制出室溫下工作的單電子晶體管，觀察到由電子輸運形成的臺階型電流-電壓曲線，但離實用還有相當(dāng)?shù)木嚯x。

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