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Nano et Micro Technologies

1469-3399
Parution suspendue
 

 ARTICLE VOL 3/1-2 - 2003  - pp.115-126
TITLE
Silicon single electron transistors. Coulomb blockade and transport spectroscopy in silicon nanostructures and submicron CMOS structures

RÉSUMÉ
Des oscillations de Coulomb dans les nanostructures silicium sans confinement intentionnel apparaissent quand les résistances d'accès au canal sont suffisamment fortes. Cela se produit particulièrement dans le cas d'accès définis dans du silicum-sur-isolant extra-fin ou dans des CMOS massifs standards quand la profondeur de jonction et la largeur de canal deviennent petites. Cela peut apparaître en principe aussi dans des FET à barrière Schottky. Quand les résistances d'accès sont inférieures au quantum de resistance, le désordre dans le canal est responsable de l'apparition d'états localisés. Des corrélations de Coulomb (et éventuellement des oscillations de Coulomb) sont aussi observées dans ce cas, mais l'énergie de Coulomb n'est pas déterminée par la surface totale du canal. Le transport par effet tunnel résonant à travers ces états localisés peut dégrader considérablement les caractéristiques sous le seuil des CMOS ultimes, même à température modérée.


ABSTRACT
Coulomb blockade oscillations appear in silicon nanostructures without intentional confinement, when the access resistances to the channel become sufficiently large. This happens in the case of very thin silicon-on-insulator doped access or in standard bulk CMOS when the junction depth and the channel width become small. This could also appear in Schottky barrier MOSFET. When access resistances are small as compared to the quantum of resistance, the disorder in the channel is responsible for the appearance of localized states. Coulomb correlations (and Coulomb oscillations) are observed in that case too, but the Coulomb energy does not scale with the channel surface. Resonant tunneling through these localized states could strongly degrade the subthreshold characteristics of ultimate CMOS, even at moderate temperature.


AUTEUR(S)
Xavier JEHL, Marc SANQUER

MOTS-CLÉS
blocage de Coulomb, CMOS, transistor mono-électronique, cohérence quantique.

KEYWORDS
Coulomb blockade, CMOS, single electron transistor, quantum coherence.

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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