Одноэлектронные транзисторы структуры на основе гетероструктур
Автор: malvagia • Сентябрь 13, 2022 • Реферат • 1,652 Слов (7 Страниц) • 156 Просмотры
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ»
КАФЕДРА КОНСТРУИРОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИЙ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ
ОЦЕНКА РЕФЕРАТА
РУКОВОДИТЕЛЬ
доц., канд. техн. наук | В. Г. Нефедов | |||
должность, уч. степень, звание | подпись, дата | инициалы, фамилия |
РЕФЕРАТ |
ОДНОЭЛЕКТРОННЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ НА ОСНОВЕ ГЕТЕРОСТУКТУР |
по дисциплине: НАНОЭЛЕКТРОНИКА |
РЕФЕРАТ ВЫПОЛНИЛ
СТУДЕНТ ГР. № | |||||
подпись, дата | инициалы, фамилия |
Санкт-Петербург 2021
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 Основы одноэлектронной наноэлектроники
2 Транзисторные структуры наноэлектроники
3 Одноэлектронные транзисторы на гетероструктурах
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
ВВЕДЕНИЕ
Впервые о возможности создания одноэлектронных транзисторов на основе кулоновской блокады сообщили в 1986 г. советские учёные К. К. Лихарев и Д. В. Аверин К. К. Лихарев, профессор Московского государственного университета (МГУ) имени М. В. Ломоносова, теоретически рассчитал и экспериментально обнаружил эффект одноэлектронного туннелирования. В 1986 г. К. К. Лихарев и Д. В. Аверин сообщили о возможности создания одноэлектронных транзисторов на основе кулоновской блокады. В 1987 г. Лихарев предложил использовать отдельные молекулы в качестве активных элементов в одноэлектронных системах, размер которых составляет около 1 нм.
В 1996 г. российские физики С. П. Губин, В. В. Колесов, Е. С. Солдатов, А. С. Трифонов, В. В. Ханин, Г. Б. Хомутов, С. А. Яковенко впервые в мире создали одноэлектронный молекулярный нанокластерный транзистор, работающий при комнатной температуре.
Полупроводниковые гетероструктуры лежат в основе конструкций современных транзисторов, приборов квантовой электроники, СВЧ-техники, электронной техники для систем связи, телекоммуникаций, вычислительных систем и светотехники.
1 Основы одноэлектронной наноэлектроники
Одноэлектронные устройства представляют собой перспективные наноэлектронные приборы, работа которых основана на эффекте дискретного туннелирования отдельных электронов. Они обеспечивают ультранизкие уровни потребляемой энергии при ультранизких рабочих напряжениях.
Эффект дискретного одноэлектронного туннелирования состоит в том, что в переходах с малой собственной емкостью в результате туннелирования одиночного электрона изменяется напряжение на туннельном переходе на величину так, что справедливо выражение для него верно следующее выражение:[pic 1][pic 2][pic 3]
[pic 4]
Рассмотрим процесс одноэлектронного туннелирования в типовой транзисторной структуре с использованием квантовой точки. На рисунке 1 представлена схема одноэлектронного транзистора с квантовой точкой.
[pic 5]
Рисунок 1 – Схема одноэлектронного транзистора с квантовой точкой ( – напряжение затвора – напряжение на электродах исток-сток)[pic 6][pic 7]
Формирование туннельного перехода основывается на двух проводниках малого поперечного сечения, между которыми располагается тонкий слой диэлектрика. Такая конструкция туннельного перехода позволяет управлять движением отдельных электронов. туннелировании проявляются индивидуальные характеристики каждой частицы.
Рассмотрим туннельный переход между двумя металлическими контактами и тонким слоем диэлектрика между ними. Такая конструкция, по существу, является плоским конденсатором с емкостью C, на обкладках которого находится заряд q. Вследствие нанометровых размеров туннельных переходов электрический заряд в емкости перехода квантуется. Величина квантовых флуктуаций оценивается из соотношения неопределенностей.
...