Transistor de un solo electrón

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Transistor de un solo electrón

Un transistor que puede grabar una señal con uno o una pequeña cantidad de electrones. Con el desarrollo de la tecnología y los procesos de grabado de semiconductores, la integración de circuitos integrados a gran escala es cada vez mayor. En el caso de la memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM), su integración es casi cuatro veces más rápida cada dos años. Se espera que los transistores de un solo electrón sean el objetivo final. En la actualidad, la memoria general contiene 200,000 electrones por celda de memoria, y el transistor de un solo electrón contiene solo uno o una pequeña cantidad de electrones por celda de memoria, por lo que reducirá en gran medida el consumo de energía y mejorará la integración de circuitos. En 1989, JHFScott-Thomas et al. Bloqueo de Coulomb encontrado experimentalmente. En el gas de electrones bidimensional formado por la interfaz de la heterounión dopada, se forma un electrodo metálico con un área pequeña, de modo que se forma un punto cuántico en el gas de electrones bidimensional, que solo puede acomodar una pequeña cantidad de electrones. , es decir, su capacitancia. ¿Muy pequeño, menos de uno? F (10~15 Farah). Cuando se aplica un voltaje, si el cambio de voltaje hace que el cambio de carga en el punto cuántico sea menor que la carga de un electrón, no pasará corriente. La corriente no pasa hasta que el voltaje aumenta para provocar un cambio en la carga del electrón. Por lo tanto, la relación corriente-voltaje no es una relación lineal normal sino una forma escalonada. Por primera vez en la historia, este experimento logró el control manual del movimiento de un electrón, proporcionando una base experimental para la fabricación de transistores de un solo electrón. Para mejorar la temperatura de funcionamiento de los transistores de un solo electrón, el tamaño de los puntos cuánticos debe ser inferior a 10 nanómetros. En la actualidad, diversos laboratorios de todo el mundo están pensando en diversas formas de solucionar este problema. Algunos laboratorios afirman haber producido transistores de un solo electrón que funcionan a temperatura ambiente, observando la curva escalonada de corriente-voltaje formada por el transporte de electrones, pero a una distancia considerable de su uso práctico.