Blocada Coulomb

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 7 februarie 2020; verificarea necesită 1 editare .

Blocarea coulombiană - blocarea trecerii electronilor printr-un punct cuantic , inclus între două contacte tunel , datorită respingerii electronilor din contactele de la electronul din punct, precum și o barieră suplimentară de potențial Coulomb care creează un electron situat la punct. La fel cum câmpul de forțe nucleare în timpul dezintegrarii alfa [1] împiedică scăparea unei particule alfa, bariera Coulomb împiedică scăparea unui electron dintr-un punct, precum și intrarea de noi electroni în acesta. Experimental, blocada Coulomb se manifestă ca o dependență de vârf a conductivității unui punct de potențialul punctului, adică de tensiunea la electrodul suplimentar (poarta).

Acest fenomen este observat atunci când energia Coulomb e²/2C (datorită chiar și unui singur electron cu sarcina e; C este capacitatea punctului cuantic) a punctului cuantic este vizibil mai mare decât temperatura și distanța dintre nivelurile punctului cuantic.

Acest fenomen poate fi înțeles în felul următor. Fie că, cu ajutorul unui electrod suplimentar, potențialul punctului este setat la V și există N electroni suplimentari pe punct. Fie C capacitatea unui punct. Apoi, pentru a transfera un electron suplimentar la punct, trebuie să lucrați

{\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\right]+\delta \epsilon ,

unde este energia suplimentară datorată diferenței în nivelul Fermi al electronilor în punctul și în contacte. Cu o anumită selecție a tensiunii pe poartă și a pozițiilor relative ale nivelurilor Fermi ale contactelor și punctelor se îndeplinesc relația , adică bariera de potențial pentru trecerea unui electron de la contact la punct dispare. Acest lucru este observat ca un vârf al conductivității punctului. Datorită temperaturii finite a punctului, nivelul Fermi din contacte este ușor pătat, ceea ce face ca lățimea vârfurilor de blocare Coulomb să fie finită. Adică, de obicei, lățimea vârfului în unități de eV este de ordinul temperaturii punctului în unități de . $\delta \epsilon$ $\left(N+{\frac {1}{2}}\right)e/CV=0$ $\delta \epsilon =0$ $k_{B}T$

Vezi și

tranzistor cu un singur electron

Note

↑ Goldin L. L., Novikova G. I. Fizică cuantică. Curs introductiv. - M: Institutul de Cercetări Informatice, 2005