Одноэлектронный транзистор (ОЭТ) – важное открытие в науке микроэлектроники. Благодаря способности управлять процессом туннелирования одного электрона в системе микротоннельного перехода, с его использованием можно создать множество функциональных устройств. В современных субмикронных устройствах ограничивающим фактором скорости работы устройства является время заряда и разряда конденсатора. Емкость одноэлектронного транзистора составляет всего около 10-16F, и он может выполнять определенную функцию, управляя одним электроном, поэтому его скорость отклика и энергопотребление в тысячи раз лучше, чем предельные данные традиционных транзисторов. PAM-XIAMEN может поставить кремниевую пластину для изготовления одноэлектронных транзисторов для изучения квантового туннельного транспорта, например, следующую спецификацию:
1. Спецификация кремниевых пластин для изготовления комплектов
Кремниевая пластина: 76,2 мм P(100) 1–10 Ом-см SSP 380 мкм с 1 микроном термического оксида
Дополнительные характеристики кремния см.https://www.powerwaywafer.com/silicon-dioxy-wafer.html
Краткое введение в процесс изготовления кремниевого одноэлектронного транзистора методом анодного наноокисления СТМ выглядит следующим образом (показано на рис. 1):
1) Осаждать определенный толстый слой Ti на подложках Si/SiO2;
2) Используя зонд СТМ в качестве катода, наноразмерные проволоки из оксида титана формируются путем адсорбции воды из воздуха на поверхности Ti;
3) Формировать электроды истока и стока;
4) Изготовление ворот.
Рис.1 Схема изготовления кремниевого набора методом анодного нанооксидирования СТМ
2. АбойSогонь в очаге EэлектронTransistor
2.1 Свойства одноэлектронного транзистора
SET имеет много общего с системами MOSFET и кулоновскими системами:
Конструктивно наименование каждого компонента заимствовало названия МОП-транзисторов и кулоновских блокирующих систем;
Рабочая форма управляет токами истока и утечки, подавая на затвор определенное напряжение.
SET заменяет канал MOSFET туннельным барьером туннельного барьера Кулоновского острова, поэтому рабочий механизм совершенно другой. SET на самом деле представляет собой систему кулоновской блокировки, управляемую затвором, основанную на эффекте кулоновской блокировки и квантово-размерном эффекте.
2.2 Как работает одноэлектронный транзистор?
Работу одноэлектронного транзистора можно проиллюстрировать с точки зрения кулоновской блокировки и квантового туннелирования, а именно:
Эффект кулоновской блокировки: одно из чрезвычайно важных физических явлений, наблюдавшихся в физике твердого тела в 1980-х годах. Когда размер физической системы достигает нанометрового уровня, процессы зарядки и разрядки системы становятся прерывистыми, то есть квантованными. В этот момент энергия E, необходимая для заряда электрона, равна e2/2C, где e — заряд электрона, а c — емкость физической системы. Чем меньше система, тем меньше емкость c и тем больше энергия E. Мы называем эту энергию энергией кулоновской блокировки, которая представляет собой энергию кулоновского отталкивания предыдущего электрона к следующему электрону при входе в систему или выходе из нее. Таким образом, в процессе зарядки и разрядки наносистемы электроны не могут транспортироваться непрерывно коллективно, а скорее посредством переноса отдельных электронов. Специфику индивидуального транспорта электронов в наносистемах обычно называют эффектом кулоновской блокады.
Квантовое туннелирование: если две квантовые точки соединены через туннельный переход, процесс прохождения одного электрона через потенциальный барьер от одной квантовой точки к другой называется квантовым туннелированием. Чтобы одиночный электрон мог туннелировать из одной квантовой точки в другую, его энергия (ey) должна преодолеть энергию кулоновской блокировки E электрона, т.е. V>e/2C, где C — емкость туннельного перехода между двумя квантовыми точками. точки. Кулоновская блокада и квантовое туннелирование наблюдаются при чрезвычайно низких температурах.
3. Применение одноэлектронных транзисторов на основе кремния.
Наиболее перспективным применением одноэлектронного транзистора является замена МОП-приборов в качестве основного элемента при построении больших интегральных схем, когда размеры МОП-приборов достигают предела. Самое раннее применение SET может быть в области памяти. Его также можно использовать в качестве сверхчувствительных амперметров, приемников ближнего инфракрасного излучения и эталонов постоянного тока.
Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с нами по электронной почте по адресуvictorchan@powerwaywafer.com и powerwaymaterial@gmail.com.