是分立的单电子电荷.如果隧穿过程会导致体系静电能量上升，则此过程不能发生，这种现 象称为库仑阻塞.试求出发生库仑阻塞的条件即电容器极板间的电势差VAB=VA一B在什 么范围内单电子隧穿过程被禁止. 2.假定VaB=0.10mV是刚能发生隧穿的电压.试估算电容C的大小. 3.将图1的器件与电压为V的恒压源相接时，通常采用图2所示的双结构器件来观 察单电子隧穿，避免杂散电容的影响.中间的金属块层称为单电子岛.作为电极的左、右金 属块层分别记为S,D.若已知岛中有净电荷量一，其中净电子数n可为正、负整数 或零，e为电子电荷量的大小，两个MM结的电容分别为Cs和CD·试证明双结结构 器件的静电能中与岛上净电荷量相关的静电能（简称单电子岛的静电能）为 _(-ne)2 U=2(Cs+CD) 4.在图3给出的具有源(S)、漏(D)电极双结结构的基础上，通过和岛连接的电容CG 添加门电极(G)构成如图4给出的单电子三极管结构，门电极和岛间没有单电子隧穿事件发 G 单电子岛D Co CD S单电子岛D Cs 图3 图4 生.在V较小且固定的情况下，通过门电压G可控制岛中的净电子数n·对于G如何 控制n,简单的模型是将G的作用视为岛中附加了等效电荷q0=CG'G.这时，单电子 岛的静电能可近似为Um=(一m肥+pP12CΣ，式中CΣ=Cs+Co+CG,利用方格图（图 5),考虑库仑阻塞效应，用粗 线画出岛中净电子数从n=0 开始，Cc'6/e由0增大到3 (e12C 的过程中，单电子岛的静电能 Un随Cc'G变化的图线（纵坐 标表示Un,取Un的单位为 CaVG e 图54 是分立的单电子电荷．如果隧穿过程会导致体系静电能量上升，则此过程不能发生，这种现 象称为库仑阻塞．试求出发生库仑阻塞的条件即电容器极板间的电势差 VAB = VA－VB 在什 么范围内单电子隧穿过程被禁止． 2．假定 VAB = 0.10 mV 是刚能发生隧穿的电压．试估算电容 C 的大小． 3．将图 1 的器件与电压为 V 的恒压源相接时，通常采用图 2 所示的双结构器件来观 察单电子隧穿，避免杂散电容的影响．中间的金属块层称为单电子岛．作为电极的左、右金 属块层分别记为 S ，D ．若已知岛中有净电荷量－ne ，其中净电子数 n 可为正、负整数 或零，e 为电子电荷量的大小，两个 MIM 结的电容分别为 CS 和 CD ．试证明双结结构 器件的静电能中与岛上净电荷量相关的静电能（简称单电子岛的静电能）为 Un = (－ne ) 2 2( CS +CD ) ． 4．在图 3 给出的具有源( S )、漏( D )电极双结结构的基础上，通过和岛连接的电容 CG 添加门电极( G )构成如图 4 给出的单电子三极管结构，门电极和岛间没有单电子隧穿事件发 生．在 V 较小且固定的情况下，通过门电压 VG 可控制岛中的净电子数 n ．对于 VG 如何 控制 n ，简单的模型是将 VG 的作用视为岛中附加了等效电荷 q0 = CGVG ．这时，单电子 岛的静电能可近似为 Un = (－ne + q0 ) 2 / 2C ，式中C = CS +CD +CG ．利用方格图（图 5），考虑库仑阻塞效应，用粗 线画出岛中净电子数从 n = 0 开始，CGVG / e 由 0 增大到 3 的过程中，单电子岛的静电能 Un 随 CGVG 变化的图线（纵坐 标表示 Un ，取 Un 的单位为 图 3 图 4 图 5 Un ( e2 / 2C ) CGVG e