M ỤC LỤC
2.3.Transistor đơn điện tử với chấm lượng tử một mức
Như đã biết khi kích thước đảo giảm tới thang nanomet, năng lượng cần bổ sung vào đảo lớn hơn sự thăng giáng nhiệt, lúc này đảo hoạt động ở chế độ chấm lượng tử. Bên trong chấm lượng tử các điện tử chiếm các trạng thái ứng với mức năng lượng gián đoạn. Khi thiên áp cho điện cực nguồn S và điện cực máng D làm thay đổi mức năng lượng Fermi ở hai điện cực μS và μD, chấm lượng tử ở trạng thái không cân bằng với μS – μD = eV là điều kiện cần thiết để điện tử có thể xuyên hầm vào trong chấm lượng tử. Đồng thời để điện tử có thể di chuyển ra khỏi chấm khi thế điện hoá ứng với trạng thái trống trong chấm lớn hơn mức năng lượng Fermi của hai điện cực μS và μD. Tóm lại, để điện tử có thể truyền qua linh kiện thì thế điện hoá của trạng thái trống phải nằm trong cửa sổ mức năng lượng Fermi μS và μD của điện cực nguồn S và điện cực máng D. Thực tế trong cửa sổ mức năng lượng Fermi của điện cực nguồn μS và điện cực máng μD
có nhiều trạng thái trống do đó có thể xảy ra quá trình xuyên hầm liên tiếp của nhiều điện tử “cotunneling” cùng lúc. Việc giải bài toán chấm lượng tử nhiều mức (nhiều trạng thái trống trong cửa sổ mức năng lượng Fermi) gây rất nhiều khó khăn do khối lượng phép tính quá nhiều liên quan đến tốc độ xuyên hầm, xác suất chấm lượng tử ở từng trạng thái, xác suất mà điện tử ở điện cực nguồn S và điện cực máng D có năng lượng bằng với mức năng lượng của trạng thái trống trong chấm lượng tử …
Do đó, để quan sát sự truyền tải điện tử qua transistor đơn điện tử SET mô hình hạn chế ở chấm lượng tử một mức.