单电子效应与单电子晶体管

由于半导体超微细加工技术的发展，在半径为几百ｎｍ的量子点结构上观察到由单个电子的阻塞和隧穿引起的电流振荡，分别称为库仑阻塞，单电子隧穿和库仑振荡，与此效应有关的现象还有库仑台阶，旋转门效应，旋转门器件可利用作为电流标准测量，单电子晶体管将是下世纪大容量存贮器的最好选择，单电子效应的研究将开辟一门新的“人造原子物理学”。     

单电子晶体管

由电子束纳米微刻技术制成的单电子晶体管呈现了新的物理现象：单电子隧穿效应和电荷宇称效应．这些发现为创造新型的电子器件开辟了光明前景，包括可以用比最基本电荷ｅ还小的电荷量来调制电流，处理以单电子为单位的电脑数字信息，并且也可发展成高度灵敏的微波探测器．     

单电子晶体管—二十一世纪电子数精确控制器件

本文简要单电子晶体管的原理，工艺和结构及对它的展望。     

库仑阻塞、单电子相关隧穿与单电子晶体管

 越来越多的人相信,发展新一代在原理上全新的电子器件是下一世纪电子工业的希望所在.在这一方面,近年来已有一个又一个的量子器件原型见诸报道;还有更多的设想和建议不断被提出来,引起人们浓厚的兴趣.现在,又有一种新型小尺寸器件--单电子晶体管在在向我们招手.根据这种器件的发展前景,有人甚至提出了单电子学这一崭新的学科.单电子晶体管是与库仑阻塞这一著名的物理现象联系在一起的.     

集成单电子晶体管的研究动态

随着微电子器件集成度的提高，芯片上的功能元件尺寸不断减小．国外（如日本东芝公司）已建立０－１μｍ生产线，国内也正研制０－３５μｍ的集成电路．但进一步减小功能元件尺寸的更高集成度的芯片的性能将因量子涨落和散热等问题而非常不稳定，解决这些问题的出路在于选择功耗低并能抑制多种涨落的单电子晶体管．单电子晶体管因它的体积小、无引线集成和极低的操作功率等特点，其高度集成化可远远超越目前大规模集成化的极限并达到海森伯不确定原理设定的极限，是将来不可被取代的新型器件．单电子晶体管由一个量子点和两个分别与源和漏耦…     

单岛单电子晶体管的电导分析

基于单电子经典理论,本文通过分析得出了单岛单电子晶体管的源漏电导模型,并对其进行了详细的分析讨论.单岛单电子晶体管的源漏电导随着源漏电压的变化发生周期性的振荡衰减,并随着源漏电压的增大逐渐收敛于本征电导值.源漏电导的这种特性受温度、结电阻、结电容等参数的影响.分析结果表明,源漏电导分析模型对单电子晶体管的大规模应用具有非常重要的意义. 关键词： 单电子晶体管 电导 库仑振荡 库仑阻塞     

单电子晶体管通断图及其分析

通过研究单电子晶体管在电路中的静电能量的变化,得到了它的阻塞、导通情况与其两端偏压和控制栅压之间的关系,从而给出了它的通断图.并且发现单电子晶体管的对外特性主要由其对外的总电容决定;而单电子岛两个隧道结电容的不同主要反映在通断图上由隧道结电容所决定的晶体管阻塞、导通边界线上,这两条边界线同时也与外电路有关 关键词： 单电子晶体管 库仑阻塞 隧穿     

单电子晶体管的制备与表征

单电子晶体管是一种非常重要的器件,在量子计算、电荷探测领域具有重要应用.由于其尺寸极小,很容易受到静电的影响导致损坏,并且对于测试条件要求苛刻,制备与观测较为困难.本文用双角度蒸发的方法制备了SET,在稀释制冷机的10 mK极低温度下,对SET的基本性能进行了测试和表征.针对制备、运输、测试以及安装的全流程提出了一整套静电防护方案.     

多岛单电子晶体管的实现及其源漏特性分析

在淀积有纳米间隙栅电极、源电极和漏电极的衬底上生长量子点，制作出多岛结构的单电子晶体管.在77K温度下对源漏特性进行了测试，得到了库仑阻塞特性.并且成功抑制了单岛单电子晶体管中易出现的共隧穿效应，观察到较大的库仑阈值电压.对试验数据进行了分析，阐明了岛的不同结构组态产生的不同输运效果. 关键词： 单电子晶体管 量子点 库仑阻塞     

单电子晶体管电流解析模型及数值分析

本文首先建立单电子晶体管的电流解析模型, 然后将蒙特卡罗法与主方程法结合进行数值分析, 研究了栅极偏压、漏极偏压、温度与隧道结电阻等参数对器件特性的影响. 结果表明: 对于对称结, 库仑台阶随栅极偏压增大而漂移; 漏极电压增大, 库仑振荡振幅增强, 库仑阻塞则衰减; 温度升高将导致库仑台阶和库仑振荡现象消失. 对于非对称结, 源漏隧道结电阻比率增大, 库仑阻塞现象越明显. 关键词： 单电子晶体管 解析模型 蒙特卡罗法 主方程法     

纳米技术新秀:单原子晶体管

美国康奈尔大学的一个科学家小组研制成由一个钴原子构成的晶体管,钴原子包裹有一层复杂有机化合物,直径仅为10纳米的黄金导线被放置在硅片上,并用这种有机化合物覆盖住。然后在导线上钻一个直径约为1纳米的小孔,制成电源电极和电流电极,再将带有钴原子的有机化合物放置在小孔上,用二氧化硅作绝缘体。哈佛大学另一组科学家也用类似方法研制成单原子晶体管,他们是在黄金电极上放置钒分子,而用氧化铝作绝缘体。单原子或单分子晶体管研究表明,只有在加上一定电压时电流才会通过这类晶体管。此外,将它们放置在磁场中时,通过电流中的电子数量会增加。     

纳米技术新秀:单原子晶体管

 美国康奈尔大学的一个科学家小组研制成由一个钴原子构成的晶体管,钴原子包裹有一层复杂有机化合物,直径仅为10纳米的黄金导线被放置在硅片上,并用这种有机化合物覆盖住。然后在导线上钻一个直径约为1纳米的小孔,制成电源电极和电流电极,再将带有钴原子的有机化合物放置在小孔上,用二氧化硅作绝缘体。哈佛大学另一组科学家也用类似方法研制成单原子晶体管,他们是在黄金电极上放置钒分子,而用氧化铝作绝缘体。单原子或单分子晶体管研究表明,只有在加上一定电压时电流才会通过这类晶体管。此外,将它们放置在磁场中时,通过电流中的电子数量会增加。     

高电子迁移率晶体管及其应用

简要介绍了高电子迁移率晶体管的基本原理，应用及近年来的进展，它具有的高速，高频，低噪声等优异性能，使它将成为未来的主流微波器件。     

一种新型的单电子A/D转换器

传统的A/D转换器结构复杂，利用一种改进的V-PADOX工艺可以制成性能均匀的互补的单电子 晶体管，工艺重复性好.用互补SET对结构实现了多阈值周期性传输功能，这可以用来简化A/ D转换电路.提出了一种利用该互补SET对结构实现的新型3位A/D转换器，具有结构简单、速 度快、功耗低等优点. 关键词： 库仑振荡 A/D转换器 互补单电子晶体管结构     

光照下高电子迁移率晶体管特性分析

以光照下耗尽型AlGaAs/GaAs高电子迁移率晶体管为例,考虑了光生载流子对半导体内电荷密度的影响和光压效应,采用器件的电荷控制模型,分析了光照对器件夹断电压、二维电子气浓度、I-V特性以及跨导的影响.与无光照的情况相比较,夹断电压变小,二维电子气浓度 增大,从而提高了器件的电流增益,增大了跨导.     

AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管温度传感器特性

本文制作了基于无栅AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管结构的温度传感器,并对其温度相关的电学特性进行了表征.实验测试了器件从50℃到400℃的变温电流-电压特性,研究了器件灵敏度随着器件沟道长宽比的变化,并研究了在300—500℃高温的空气和氮气中经过1 h恒温加热后器件的电学特性变化.理论与实验研究结果表明,随着器件沟道长宽比的增大,器件的灵敏度会随之上升;在固定电流0.01 A下,器件电压随温度变化的平均灵敏度为44.5 mV/℃.同时,稳定性实验显示器件具有较好的高温保持稳定性.     

单层石墨烯场效应晶体管制备及低温导电特性北大核心CSCD

采用化学气相沉积法(CVD)制备单层石墨烯,将其转移到300nm厚的SiO_2/Si衬底上.通过真空蒸镀法在石墨烯表面沉积Au电极,获得SiO_2/Si背栅石墨烯场效应晶体管,对其进行低温导电特性的测试.结果表明,背栅石墨烯场效应晶体管呈双极导电性,并表现出P型导电特性.室温下器件的电子迁移率为3478cm^2/V.s,开关比(on/off)为1.88.在低温下器件的电子迁移率降至2913cm^2/V.s,开关比上升到2.53,狄拉克点左移,P型掺杂效应减弱,温度对器件起到调制作用.     

单电子“看见”单光子

假如单光子的波长比 1 μm小很多 ,则单个光子就可以很容易地被光电倍增管探测到 .在光电倍增管里有对光敏感的物质 ,这些物质装在一个真空管里 ,当一个光子打在其上面时 ,可以产生大量的电子 .这种从一个光子到许多电子的转换在可见光至近红外的范围内都工作得很好 ,但是对较长波长的单个光子来说就不那么好了 .Komiyama等报道 〔1〕,用一个单电子晶体管作探测器 ,在测量波长为几百微米的远红外光子时 ,具有极高的灵敏度 ,这样一个探测器不仅对远红外区 (远红外区覆盖了液体或气体分子的振动谱 )的光谱学研究具有非常大的应用价值 ,而且在…     

HfO2基铁电场效应晶体管读写电路的单粒子翻转效应模拟

使用器件-电路仿真方法搭建了氧化铪基铁电场效应晶体管读写电路,研究了单粒子入射铁电场效应晶体管存储单元和外围灵敏放大器敏感节点后读写数据的变化情况,分析了读写数据波动的内在机制.结果表明:高能粒子入射该读写电路中的铁电存储单元漏极时,处于"0"状态的存储单元产生的电子空穴对在器件内部堆积,使得栅极的电场强度和铁电极化增大,而处于"1"状态的存储单元由于源极的电荷注入作用使得输出的瞬态脉冲电压信号有较大波动;高能粒子入射放大器灵敏节点时,产生的收集电流使处于读"0"状态的放大器开启,导致输出数据波动,但是其波动时间仅为0.4 ns,数据没有发生单粒子翻转能正常读出.两束高能粒子时间间隔0.5 ns先后作用铁电存储单元漏极,比单束高能粒子产生更大的输出数据信号波动,读写"1"状态的最终输出电压差变小.