Coulombin saarto

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 7.2.2020 tarkistetusta versiosta . vahvistus vaatii 1 muokkauksen .

Coulombin esto - estää elektronien kulkemisen kvanttipisteen läpi , joka sisältyy kahden tunnelikoskettimen väliin , koska kontakteissa olevat elektronit hylkivät elektronista pisteessä, sekä ylimääräinen Coulombin potentiaalieste, joka luo elektronin, joka sijaitsee kohta. Aivan kuten ydinvoimien kenttä alfahajoamisen aikana [1] estää alfahiukkasen karkaamisen, Coulombin este estää elektronin karkaamisen pisteestä sekä uusien elektronien sisäänpääsyn siihen. Kokeellisesti Coulombin esto ilmenee pisteen johtavuuden huippumaisena riippuvuutena pisteen potentiaalista, eli lisäelektrodin (portin) jännitteestä.

Tämä ilmiö havaitaan, kun kvanttipisteen Coulombin energia e²/2C (johtuen jopa yhdestä elektronista, jolla on varaus e; C on pisteen kapasitanssi ) on huomattavasti suurempi kuin kvanttipisteen lämpötila ja tasojen välinen etäisyys.

Tämä ilmiö voidaan ymmärtää seuraavalla tavalla. Asetetaan lisäelektrodin avulla pisteen potentiaali V ja pisteessä on N lisäelektronia. Olkoon C pisteen kapasiteetti. Sitten sinun on tehtävä työtä, jotta voit siirtää lisäelektronin pisteeseen

{\frac {(N+1)^{2}e^{2}}{2C}}-{\frac {N^{2}e^{2}}{2C}}-eV+\delta \epsilon =e\left[\left(N+{\frac {1}{2}}\right)e/CV\oikea]+\delta \epsilon ,

missä on lisäenergia, joka johtuu elektronien Fermi-tason erosta pisteessä ja koskettimissa. Tietyllä hilan jännitteen valinnalla sekä koskettimien ja pisteiden Fermi-tasojen suhteelliset paikat täyttävät suhteen , eli potentiaalieste elektronin siirtymiselle kosketuksesta pisteeseen katoaa. Tämä havaitaan pisteen johtavuuden huippuna. Pisteen äärellisestä lämpötilasta johtuen koskettimissa oleva Fermi-taso on hieman tahriintunut, mikä tekee Coulombin estohuippujen leveydestä äärellisen. Eli tyypillisesti huipun leveys eV : n yksiköissä on suuruusluokkaa pistelämpötilan yksiköissä . $\delta \epsilon$ $\left(N+{\frac {1}{2}}\right)e/CV=0$ $\delta \epsilon =0$ $k_{B}T$

Katso myös

yhden elektronin transistori

Muistiinpanot

↑ Goldin L. L., Novikova G. I. Kvanttifysiikka. Alkukurssi. - M: Tietotekniikan tutkimuslaitos, 2005