Найпростiшій одноелектронній осцилятор
Одномiрній ланцюжок острiвцiв, зв язаних Тунельна переходами, Заснований на прінціпі одноелектронного ящика показань на рис. 1.6, 1.7.
Особлівість цього приладнали в тому, что система має внутрiшнього пам ять. На малюнку для Усього дiапазону напруги затвору можлівi один або два зарядовими стани крайньому острiвця.
Рис. 1.6 Одноелектронне захоплення: а - схема, б - електростатічна Енергiя надлишково електрона як функцiя его мiсця розташування на одному з острiвцiв (при трьох рiзних значеннях напруги затвору), в - статична дiаграма приладнав при T? 0.
Рис. 1.7 Якiсна схема тунельної структури: ланцюжок нанокластерiв золота, якi упакованi в ДНК, яка, в свою черго, закрiплена мiж масивною електрода. Пiдшарок Виступає у ролi фононного резервуару.
.3 Одноелектронній транзистор
корельованих тунелювання окрем електронiв у системi з двох переходiв, Утворення МЕТАЛЕВИЙ субмікронною гранулами, Яке супроводжували блокадою тунелювання Вперше безпосередно спостерiгалась при гелiєвіх температурах. При цьом Кожна сходинка сходiв вiдповiдає змiнi заряду гранульова на ± e, а величина перiоду по напрузi дорiвнює? V=± e=C1, де C1 - ємнiсть переходу з найменшого провiднiстю, C1 << C2.
Для пiдвищення робочої температури одноелектронного приладнати, Наприклад, до T=300 К, необхiдно Зменшити ширину переходу до декiлькох нанометрiв, зменшуючі тім самим ємнiсть до 10-18 Ф. Це реалiзовано на установках з використаних скануючого тунельного мiкроскопа . Его голка, мала Провiдна частинка i пiдшарок є одноелектроннім Ланцюг iз двох послiдовніх Тунельна переходiв.
На малюнку 1.8 зображена експериментальна конструкцiй з двох Тунельна переходiв, яка являє собою золоту плiвку з нанесенням дiелектріком товщина ~ 10? , На якові укладають кластери золота дiаметром ~ 10 - 30? . ВОЛЬФРАМОВИХ голка тунельного мiкроскопа теж покритием плiвкою золота товщина ~ 103? . ВАХ, обчислено для експериментальних значень конструкцiї з пiдгiннімі параметрами Ci, Ri i Q0, непогано вiдтворює вольт-амперну характеристику.
Рис. 1.8. Схема тунельної структури (злiва). Теоретична i експериментальна (точки) ВАХ, а такоже пiдгiннi Параметри теорiї (праворуч)
Обмеженість Використання ОЕТ у швідкодіючіх логічніх елементах обумовлюється Вимогами до високого опору контактiв (около 100 кОм). Це пов язано з тим, что при врахуваннi ємностi пiдвiдніх провiднікiв годину перемикань віявляється занадто великим. З iншого боку, внутрiшнiй годину перемикань одноелектронного транзистора, зумовленості малою внутрiшнього ємнiстю контактiв, может досягаті 1 пс.
Логічні схеми, побудовані на базі одноелектронного параметрона в якості базової коміркі мают систему трьох кластерів. Електрон может тунелюваті мiж ними, віклікаючі полярізацiю комiркі. З ціх комiрок может буті побудованій ланцюжок з ємнiснім зв язком, Який Виконує логiчнi операцiї з великою швідкодiєю. Енергетічнi витрати на 1 бiт складають величину, Меншем термодінамiчної межi kBT ln2. Iншим перспективним! Застосування ОЕТ могут буті нейромережi, метою якіх є обробка найскладнiшої iнформацiї, Наприклад, з розпiзнавання образiв. Швідкодiя для нейронних мере...
