Einzelelektronentransistor

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Einzelelektronentransistor

Ein Transistor, der mit einem oder einer kleinen Menge Elektronen ein Signal aufzeichnen kann. Mit der Entwicklung der Halbleiterätztechnologie und -prozesse wird die Integration großintegrierter Schaltkreise immer höher. Beim dynamischen Direktzugriffsspeicher (DRAM) erfolgt die Integration alle zwei Jahre fast viermal schneller. Es wird erwartet, dass Einzelelektronentransistoren das ultimative Ziel sein werden. Derzeit enthält der allgemeine Speicher 200 000 Elektronen pro Speicherzelle, und der Einzelelektronentransistor enthält nur ein oder eine kleine Menge Elektronen pro Speicherzelle, sodass der Stromverbrauch erheblich reduziert und die Integration integrierter Elemente verbessert wird Schaltkreise. Im Jahr 1989 stellten JHFScott-Thomas et al. experimentell festgestellte Coulomb-Blockade. Auf dem zweidimensionalen Elektronengas, das durch die Grenzfläche des dotierten Heteroübergangs gebildet wird, bildet sich eine Metallelektrode mit kleiner Fläche, sodass im zweidimensionalen Elektronengas ein Quantenpunkt entsteht, der nur eine geringe Menge Elektronen aufnehmen kann , also seine Kapazität. Sehr klein, weniger als eins? F (10~15 Farah). Wenn beim Anlegen einer Spannung die Spannungsänderung dazu führt, dass die Ladungsänderung im Quantenpunkt weniger als eine Elektronenladung beträgt, fließt kein Strom. Der Strom fließt erst, wenn die Spannung ansteigt und eine Änderung der Elektronenladung bewirkt. Daher ist die Strom-Spannungs-Beziehung keine normale lineare Beziehung, sondern eine gestufte Form. Zum ersten Mal in der Geschichte gelang es diesem Experiment, die Bewegung eines Elektrons manuell zu steuern und damit eine experimentelle Grundlage für die Herstellung von Einzelelektronentransistoren zu schaffen. Um die Betriebstemperatur von Einzelelektronentransistoren zu verbessern, muss die Größe der Quantenpunkte weniger als 10 Nanometer betragen. Derzeit denken verschiedene Labore auf der ganzen Welt über verschiedene Möglichkeiten nach, dieses Problem zu lösen. Einige Laboratorien behaupten, Einzelelektronentransistoren hergestellt zu haben, die bei Raumtemperatur arbeiten und dabei die durch den Elektronentransport gebildete stufenförmige Strom-Spannungs-Kurve beobachten, jedoch in beträchtlicher Entfernung von der praktischen Anwendung.