об'єктами, як молекулярні кластери. Паралельно вчені Англії, Японії та США шукали рішення цієї проблеми альтернативними шляхами. Але саме в групі Г.Б. Хомутова вперше були створені впорядковані стабільні планарниє ансамблі нанокластеров, впроваджених в мономолекулярні плівки. У 1996 р. російські вчені з МДУ і РАН С.П. Губин, В.В. Колесов, Е.С. Солдатов, А.С. Трифонов, В.В. Ханін, Г.Б. Хомутов, С.А. Яковенко вперше в світі створили одноелектронний молекулярний нанокластерний транзистор, що працює при кімнатній температурі (див. рис. 1.).
Рис. 1. Одноелектронне молекулярний нанокластерний транзистор
Застосування СТМ дозволяло визначати положення нанокластеров в мономолекулярної плівці з точністю до 1 нм, а потім виміряти їх робочі характеристики. Плівка створює високоупорядоченной планарную наноструктуру для механічної стабілізації кластерів у фіксованій просторової конфігурації. При цьому її товщина не перевищує діаметра кластера, що забезпечує компактність всього ансамблю.
Кулонівська блокада
Кулонівська блокада - блокування проходження електронів через квантову точку, включену між двома тунельними контактами, обумовлене відштовхуванням електронів в контактах від електрона на точці, а також додатковим кулонівським потенційним бар'єром, який створює електрон, що всівся на точці. Аналогічно тому, як поле ядерних сил при альфа розпаді перешкоджає вильоту альфа-частинки, кулонівський бар'єр перешкоджає вильоту електрона з точки, а також потрапляння нових електронів на неї. Експериментально кулонівська блокада проявляється як пікоподібне залежність провідності точки від потенціалу точки, тобто від напруги на додатковому електроді (затворі). Це явище спостерігається тоді, коли кулонівська енергія e? / 2 C (обумовлена ??навіть одним електроном з зарядом e; C-ємність точки) квантової точки помітно більше, ніж температура і відстань між рівнями квантової точки.
Зрозуміти це явище можна таким чином. Нехай за допомогою додаткового електрода потенціал точки встановлений в V і на точці знаходяться N додаткових електронів. Нехай C - ємність точки. Тоді, щоб посадити на точку додатковий електрон потрібно здійснити роботу
Де - додаткова енергія, обумовлена ??різницею рівня Фермі електронів на точці і в контактах. При певному підборі напруги на затворі і відносних положень рівнів Фермі контактів і точки виконують співвідношення, тобто потенційний бар'єр для переходу електрона з контакту в точку зникає. Це і спостерігається як пік в провідності точки. Через кінцевої температури точки рівень Фермі в контактах злегка розмитий, це робить ширину піків кулоновской блокади кінцевої. Тобто зазвичай ширина піку в одиницях eV порядку температури точки в одиницях.
Конструкція і принцип роботи одноелектронного транзистора
Рис. 2. Одноелектронне транзистор
Розглянемо більш докладно конструкцію і принцип роботи одноелектронного транзистора. Також як і польовий напівпровідниковий транзистор, він має три електроди, звані витоком, стоком і затвором. В області між електродами (рис. 2.) Розташовується додатковий металевий або напівпровідниковий «наноостровок» - наночастііца або кластер нанометрових розмірів, ізольований від еле...
