ктродів діелектричними прошарками, через які і може за певних умов відбуватися рух електрона. Якщо прикласти напругу між витоком і стоком транзистора, то струм протікати не буде, оскільки електрони в даний момент заблоковані на наночасток. Для появи струму необхідно збільшити потенціал на керуючому електроді - затворі. Тільки коли потенціал на затворі стане більше деякого порогового значення, блокада проривається, електрон отримує здатність пройти через бар'єр, і в ланцюзі витік-стік починає протікати струм. При цьому електричний струм в ланцюзі протікає порціями, що відповідає рухам одиничних електронів. Таким чином, керуючи потенціалом на затворі, можна пропускати через бар'єри поодинокі електрони. Кількість електронів в наночастинок має бути не більше 10 (а бажано і менше). Це може бути досягнуто в квантових структурах з розміром порядку 10 нм.
Перевагами одноелектронних транзисторів є малі розміри (аж до розмірів декількох атомів) і пов'язана з ними можливість високого ступеня інтеграції, а також надзвичайно низька споживана потужність. Розроблено два методи реалізації логічних операцій в схемах на одноелектронних транзисторах. В одному з них один біт інформації представляється одним електроном. Також одноелектронні прилади використовуються як пристрої, що дозволяють здійснювати перенесення електронів один за іншим, тобто контролювати кожен біт інформації, представленої таким чином. У іншому методі один біт інформації представлений, як і в класичній мікроелектроніці, двома станами одноелектронного транзистора - включений (струм тече через прилад) і виключений (струм через прилад не тече). З точки зору споживаної потужності перший метод є кращим. Однак у цьому випадку навіть один помилковий електрон, обумовлений шумами або тепловим збудженням, повністю видозмінює результати роботи. Тому з точки зору робочої стабільності другий метод переважніше.
Вольт-амперні характеристики одноелектронних транзисторів
Було встановлено, що одноелектронні транзистори з плоскою конфігурацією на основі тунельних переходів Nb / NbOx / Nb і Ti / TiOx / Ti мають прийнятні значення граничних параметрів (робочої температури і граничної частоти) в порівнянні з рядом структур на інших з'єднаннях металів з такою ж конфігурацією. Розрахунки виконувалися за запропонованою двовимірної чисельної моделі. У результаті проведеного дослідження було встановлено наступне. Різниця в величині струму для приладів однакових розмірів при фіксованих зсувах і температурах для різних матеріалів може бути суттєвим, зокрема, може становити близько 3 порядків для структур на основі Nb і Ti. Наявність в приладі бокового затвора, до якого прикладається зміщення, істотно змінює область кулоновской блокади і мало впливає на силу струму стоку. Зменшення ширини тунельних переходів витоку і стоку, збільшення розмірів проводить острівця, підвищення температури призводять до збільшення струму стоку в структурі. Відмінність у значеннях ширини тунельних переходів для витоку і стоку, зниження температури навколишнього середовища призводять до більш яскраво вираженою ступінчастою формі ВАХ, причому останнє залежить і від використовуваного матеріалу. Так, для транзистора на основі Ti / TiOx / Ti характерні більший період і більш чітка форма сходинок, ніж для приладу на основі Nb / NbOx / Nb, при однакових конструктивно-технологічних параметрах, зсувах і робочій температурі...
