ทรานซิสเตอร์อิเล็กตรอนตัวเดียว
Nov 05, 2019| ชาร์จอย่างปลอดภัยด้วย SChitec
ทรานซิสเตอร์อิเล็กตรอนตัวเดียว
ทรานซิสเตอร์ที่สามารถบันทึกสัญญาณด้วยอิเล็กตรอนหนึ่งตัวหรือจำนวนเล็กน้อย ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีและกระบวนการแกะสลักเซมิคอนดักเตอร์ การรวมวงจรรวมขนาดใหญ่เริ่มมีมากขึ้นเรื่อยๆ ในกรณีของหน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่มแบบไดนามิก (DRAM) การบูรณาการจะเร็วขึ้นเกือบสี่เท่าทุกๆ สองปี คาดว่าทรานซิสเตอร์อิเล็กตรอนเดี่ยวจะเป็นเป้าหมายสูงสุด ปัจจุบัน หน่วยความจำทั่วไปประกอบด้วย 200,000 อิเล็กตรอนต่อเซลล์หน่วยความจำ และทรานซิสเตอร์อิเล็กตรอนเดี่ยวมีอิเล็กตรอนเพียง 1 ตัวหรือจำนวนเล็กน้อยต่อเซลล์หน่วยความจำ ดังนั้นจึงจะช่วยลดการใช้พลังงานได้อย่างมากและปรับปรุงการรวมระบบที่บูรณาการเข้าด้วยกัน วงจร ในปี 1989 JHFScott-Thomas และคณะ จากการทดลองพบว่าคูลอมบ์อุดตัน ในก๊าซอิเล็กตรอนสองมิติที่เกิดขึ้นจากส่วนต่อประสานของจุดเชื่อมต่อเฮเทอโรเจือปน อิเล็กโทรดโลหะที่มีพื้นที่ขนาดเล็กจะถูกสร้างขึ้น เพื่อให้จุดควอนตัมเกิดขึ้นในก๊าซอิเล็กตรอนสองมิติ ซึ่งสามารถรองรับอิเล็กตรอนได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น นั่นคือความจุของมัน เล็กมากน้อยกว่าหนึ่ง? ฉ (10~15 ฟาราห์) เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้า หากการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าทำให้ประจุในจุดควอนตัมมีการเปลี่ยนแปลงน้อยกว่า 1 ประจุอิเล็กตรอน จะไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน กระแสไฟฟ้าจะไม่ผ่านจนกว่าแรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นจนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงประจุของอิเล็กตรอน ดังนั้นความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันกระแสจึงไม่ใช่ความสัมพันธ์เชิงเส้นปกติ แต่เป็นความสัมพันธ์แบบขั้นบันได นับเป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ที่การทดลองนี้ประสบความสำเร็จในการควบคุมการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนด้วยตนเอง โดยเป็นพื้นฐานการทดลองสำหรับการผลิตทรานซิสเตอร์อิเล็กตรอนเดี่ยว เพื่อปรับปรุงอุณหภูมิการทำงานของทรานซิสเตอร์อิเล็กตรอนเดี่ยว ขนาดของจุดควอนตัมจะต้องน้อยกว่า 10 นาโนเมตร ปัจจุบันห้องปฏิบัติการต่างๆ ทั่วโลกกำลังคิดหาวิธีต่างๆ ในการแก้ปัญหานี้ ห้องปฏิบัติการบางแห่งอ้างว่าได้ผลิตทรานซิสเตอร์อิเล็กตรอนเดี่ยวที่ทำงานที่อุณหภูมิห้อง โดยสังเกตเส้นโค้งแรงดันไฟฟ้าแบบก้าวที่เกิดขึ้นจากการขนส่งอิเล็กตรอน แต่อยู่ห่างจากการใช้งานจริงพอสมควร