Transistor điện tử đơn (SET) là một khám phá quan trọng trong khoa học vi điện tử. Do khả năng kiểm soát quá trình tạo đường hầm của một electron đơn lẻ trong hệ thống tiếp giáp đường hầm vi mô, nhiều thiết bị chức năng có thể được thiết kế bằng cách sử dụng nó. Trong các thiết bị siêu vi mô hiện đại, yếu tố giới hạn tốc độ hoạt động của thiết bị là trong quá trình sạc và xả tụ điện. Điện dung của một bóng bán dẫn điện tử đơn chỉ khoảng 10^-16F, và nó có thể đạt được một chức năng cụ thể bằng cách điều khiển một electron duy nhất, do đó tốc độ phản hồi và mức tiêu thụ điện năng của nó tốt hơn hàng nghìn lần so với dữ liệu giới hạn của bóng bán dẫn truyền thống. PAM-XIAMEN có thể cung cấp tấm wafer Silicon để chế tạo bóng bán dẫn điện tử đơn để nghiên cứu sự vận chuyển đường hầm lượng tử, ví dụ: lấy thông số kỹ thuật sau:

1. Đặc điểm kỹ thuật wafer silicon để chế tạo SET

Tấm silicon: 76,2mm P(100) 1-10 ohm-cm SSP 380um với 1 micron Oxit Nhiệt

Thông số kỹ thuật silicon vui lòng tham khảo thêmhttps://www.powerwaywafer.com/silicon-dioxide-wafer.html

Phần giới thiệu ngắn gọn về quy trình chế tạo bóng bán dẫn điện tử đơn silicon bằng quá trình oxy hóa nano anốt STM như sau (được hiển thị như Hình 1):

1) Kết tủa một lượng Ti dày nhất định trên đế Si/SiO2;

2) Sử dụng đầu dò STM làm cực âm, dây titan oxit có kích thước nano được hình thành bằng cách hấp phụ nước trong không khí trên bề mặt Ti;

3) Hình thành các điện cực nguồn và cống;

4) Cổng sản xuất.

Hình 1 Sơ đồ chế tạo Silicon SET bằng phương pháp oxy hóa nano Anodic STM

2. Acơn sốtSnghiêngEbục giảngTđiện trở

2.1 Đặc tính của Transistor điện tử đơn

SET có nhiều điểm tương đồng với hệ thống MOSFET và Coulomb:

Về mặt cấu trúc, việc đặt tên cho từng thành phần mượn tên của hệ thống chặn MOSFET và Coulomb;

Hình thức làm việc kiểm soát nguồn và dòng rò bằng cách đặt một điện áp nhất định vào cổng.

SET thay thế kênh MOSFET bằng rào chắn đường hầm Rào chắn đường hầm đảo Coulomb nên cơ chế hoạt động hoàn toàn khác. SET thực chất là một hệ thống chặn Coulomb được điều khiển bằng cổng dựa trên hiệu ứng chặn Coulomb và hiệu ứng kích thước lượng tử.

2.2 Transistor điện tử đơn hoạt động như thế nào?

Hoạt động của bóng bán dẫn điện tử đơn có thể được minh họa dưới dạng Chặn Coulomb và Đường hầm lượng tử, cụ thể là:

Hiệu ứng chặn Coulomb: một trong những hiện tượng vật lý cực kỳ quan trọng được quan sát thấy trong vật lý chất rắn vào những năm 1980. Khi kích thước của một hệ thống vật lý đạt đến mức nanomet, quá trình sạc và xả của hệ thống không liên tục, nghĩa là bị lượng tử hóa. Tại thời điểm này, năng lượng E cần thiết để tích điện cho một electron là e2/2C, trong đó e là điện tích của electron và c là điện dung của hệ vật lý. Hệ càng nhỏ thì điện dung c càng nhỏ và năng lượng E càng lớn. Chúng ta gọi năng lượng này là năng lượng chặn Coulomb, là năng lượng đẩy Coulomb của electron trước tới electron sau khi đi vào hoặc rời khỏi hệ. Vì vậy, đối với quá trình sạc và phóng điện của hệ thống nano, các electron không thể được vận chuyển liên tục tập thể mà thông qua các lần chuyển electron riêng lẻ. Tính đặc hiệu của sự vận chuyển điện tử riêng lẻ trong các hệ thống nano thường được gọi là hiệu ứng phong tỏa Coulomb.

Đường hầm lượng tử: nếu hai chấm lượng tử được kết nối thông qua một điểm nối đường hầm, quá trình một electron đơn lẻ đi qua một rào cản tiềm năng từ chấm lượng tử này sang chấm lượng tử khác được gọi là đường hầm lượng tử. Để một electron đơn lẻ truyền đường hầm từ chấm lượng tử này sang chấm lượng tử khác, năng lượng (ey) của nó phải vượt qua năng lượng chặn Coulomb E của electron, tức là V>e/2C, trong đó C là điện dung của đường hầm tiếp giáp giữa hai chấm lượng tử. dấu chấm. Sự phong tỏa Coulomb và đường hầm lượng tử đều được quan sát thấy ở nhiệt độ cực thấp.

3. Các ứng dụng Transitor điện tử đơn dựa trên Si

Ứng dụng hứa hẹn nhất của bóng bán dẫn điện tử đơn là thay thế các thiết bị MOS làm đơn vị cơ bản để xây dựng các mạch tích hợp quy mô lớn khi kích thước của thiết bị MOS đạt đến giới hạn. Ứng dụng sớm nhất của SET có thể là trong lĩnh vực bộ nhớ. Nó cũng có thể được sử dụng làm ampe kế siêu nhạy, máy thu bức xạ cận hồng ngoại và tiêu chuẩn dòng điện một chiều.

Để biết thêm thông tin, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi email tạivictorchan@powerwaywafer.com và powerwaymaterial@gmail.com.