微電子學(xué)概論ch10納電子器-資料下載頁(yè)
2025-05-15 11:13本頁(yè)面
【正文】 ，電子不能集體傳輸。 ? 小體系的這種單電子輸運(yùn)行為被稱為庫(kù)侖堵塞效應(yīng)。由于庫(kù)侖堵塞效應(yīng)的存在，電流隨電壓的上升不再是直線，而是呈現(xiàn)鋸齒形狀的臺(tái)階。 下一頁(yè) 上一頁(yè) 隧道效應(yīng) ? 微觀粒子具有貫穿勢(shì)壘的能力稱為隧道效應(yīng)。 ? 如果兩個(gè)量子點(diǎn)通過(guò)一個(gè) “ 結(jié) ” 連接起來(lái)，一個(gè)量子點(diǎn)上的單個(gè)電子穿過(guò)勢(shì)壘到另一個(gè)量子點(diǎn)上的行為稱為量子隧穿。 ? 對(duì)于一個(gè)納米尺寸的隙縫，電容量為 C。若兩極板上的電荷分別為 q和 q，其靜電能為 q2/2C。如果它比電子的熱能 kBT大得多，電荷從一個(gè)極板到另一個(gè)極板的傳輸在低電壓時(shí)應(yīng)該受到抑制。 ? 當(dāng) q?qth=q/2C閾值時(shí)，兩極板之間將有隧穿電流；當(dāng)qqth時(shí)，隧穿消失，電流阻斷。 ? 只要電源能提供電子，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間， q將超過(guò) qth ，隧道又暢通，接著 q又小于 qth， 阻塞又發(fā)生。如此往復(fù)，形成振蕩。 下一頁(yè) 上一頁(yè) ?納電子器件的制造技術(shù) ?自上而下 ?自下而上（未獲突破） 下一頁(yè) 上一頁(yè) 自組織生長(zhǎng) (自下而上 ) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 可控的自下而上的組裝技術(shù) 下一頁(yè) 上一頁(yè) ?納電子器件所面臨的問(wèn)題 ?如何獲得性能穩(wěn)定的晶體管 ?如何組成納電子器件邏輯電路 ?解決納電子器件電路中的信息處理 下一頁(yè) 上一頁(yè) 單電子晶體管 ? 單電子晶體管是依據(jù)單電子隧道效應(yīng)和庫(kù)侖堵塞效應(yīng)的基本物理原理設(shè)計(jì)的納米結(jié)構(gòu)器件。 ? 將一個(gè)微結(jié)構(gòu)用隧道結(jié)與金屬導(dǎo)線弱連接起來(lái)，形成的電子器件被稱為“單電子晶體管”。器件中的主要電荷遷移機(jī)制是非連續(xù)的單電子隧道穿越過(guò)程。 ? 由于這個(gè)過(guò)程起源于電荷之間的庫(kù)侖靜電相互作用，這個(gè)微結(jié)構(gòu)被稱為庫(kù)侖島。它可以是半導(dǎo)體納米材料或金屬納米材料。 下一頁(yè) 上一頁(yè) 一旦某一電子隧穿進(jìn)入一納米粒子它會(huì)對(duì)隨后而來(lái)的第二個(gè)電子進(jìn)入該納米粒子起阻擋作用 ,稱為庫(kù)侖阻塞現(xiàn)象 .只有等這個(gè)電子離開該納米粒子后外界的第二個(gè)電子才可能再進(jìn)入該納米粒子 .利用這種庫(kù)侖阻塞現(xiàn)象可能人為的控制電子單個(gè)的穿過(guò)具有納米結(jié)構(gòu)的器件 ,實(shí)現(xiàn)單電子隧穿過(guò)程 . 單電子晶體管 ?運(yùn)行機(jī)理 ?電子隧穿 ?庫(kù)侖阻塞 P312 圖 下一頁(yè) 上一頁(yè) ?庫(kù)侖島（量子點(diǎn)） 隧道結(jié) 兩個(gè)隧道結(jié)之間圍成庫(kù)侖島（量子點(diǎn)） 庫(kù)侖島 下一頁(yè) 上一頁(yè) 作業(yè) 解釋單電子晶體管運(yùn)行機(jī)理 :電子隧穿和庫(kù)侖阻塞。
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