单电子晶体管-金属氧化物半导体场效应晶体管多峰值负微分电阻器件

张志勇; 王太宏

doi:10.7498/aps.52.1766

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单电子晶体管-金属氧化物半导体场效应晶体管多峰值负微分电阻器件

张志勇 , 王太宏

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单电子晶体管-金属氧化物半导体场效应晶体管多峰值负微分电阻器件

张志勇, 王太宏

物理学报, 2003, 52(7): 1766-1770.

doi: 10.7498/aps.52.1766

Multipeak negative-differential-resistance device by combining SET and MOSFET

Zhang Zhi-Yong, Wang Tai-Hong

Acta Phys. Sin., 2003, 52(7): 1766-1770.

doi: 10.7498/aps.52.1766

摘要
传统的共振隧穿二极管的多峰值负微分电阻器件的峰值数目受到限制，由单电子器件和传统的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件组成的多峰值负微分电阻器件在原理上具有无穷多个峰值，并且MOSFET使单电子晶体管(SET)的峰值和谷值电流大小受其源漏电压的影响减小.利用这种多峰值负微分电阻器件实现了多值存储器，该存储器原理上是无穷多值的.并且利用它的折叠的I-V特性，实现了一个4位的Flash A/D转换器，与传统的Flash A/D转换器相比，SET-MOSFET的A/D转换器大大地简化了电路.

关键词:
库仑阻塞 /

库仑振荡 /

负微分电阻 /

多值存储器
Abstract
A multipeak negative-differential-resistance(NDR) device which comprises a singl e-electron transistor (SET) and a metal-oxide-semiconductor field-effect-transis tor (MOSFET) can achieve infinite number of peaks in principle. The MOS device e liminates the large SD voltage dependence of the peak and volley currents of the SET. The multipeak NDR device can be widely used in multiple-valued logics, and analog-to-digital converters (ADCs). We obtain a multiple-valued memory unit th rough the multipeak NDR device. And by using the folding I-V characteristic, a four-bit ADC is achieved. Compared with the traditional flash ADC, the SET-MO SFET ADC is very simple.

Keywords:
Coulomb blockade /

Coulomb oscillation /

negative-differential-resist ance /

multiple-valued memory
作者及机构信息
张志勇,

王太宏

1.
中国科学院物理研究所，北京 100080

基金项目: 国家重点基础研究专项基金(批准号：G2001C B3095)和国家自然科学基金(批准号：6992541 0)资助的课题.
Authors and contacts
Zhang Zhi-Yong,

Wang Tai-Hong

1.
中国科学院物理研究所，北京 100080
参考文献

施引文献

[1]	辛建国, 杨传路, 王美山, 马晓光. (CH3)2和(NH2)2基团修饰的齐聚苯乙炔分子电子输运性质研究. 物理学报, 2016, 65(7): 073102. doi: 10.7498/aps.65.073102
[2]	陈然, 周立伟, 王建云, 陈长军, 邵兴隆, 蒋浩, 张楷亮, 吕联荣, 赵金石. 基于Cu/SiOx/Al结构的阻变存储器多值特性及机理的研究. 物理学报, 2014, 63(6): 067202. doi: 10.7498/aps.63.067202
[3]	王辉辉, 杨超, 刘大刚, 蒙林, 刘腊群, 夏蒙重. Ta及Nanbu库仑碰撞模型数值对比研究. 物理学报, 2013, 62(1): 015206. doi: 10.7498/aps.62.015206
[4]	程霞, 杨传路, 童小菲, 王美山, 马晓光. Na掺杂对C20H20分子的电子输运性质影响. 物理学报, 2011, 60(1): 017302. doi: 10.7498/aps.60.017302
[5]	张贤高, 方忠慧, 陈坤基, 钱昕晔, 刘广元, 徐骏, 黄信凡, 何飞. 双栅调控的硅量子线中的库仑振荡效应. 物理学报, 2011, 60(2): 027304. doi: 10.7498/aps.60.027304
[6]	隋兵才, 方粮, 张超. 单岛单电子晶体管的电导分析. 物理学报, 2011, 60(7): 077302. doi: 10.7498/aps.60.077302
[7]	冯朝文, 蔡理, 张立森, 杨晓阔, 赵晓辉. SETMOS在蔡氏电路中的特性研究. 物理学报, 2010, 59(12): 8420-8425. doi: 10.7498/aps.59.8420
[8]	冯朝文, 蔡理, 张立森, 杨晓阔, 赵晓辉. SETMOS实现多涡卷蔡氏电路的研究. 物理学报, 2010, 59(12): 8426-8431. doi: 10.7498/aps.59.8426
[9]	谭长玲, 谭振兵, 马丽, 陈军, 杨帆, 屈凡明, 刘广同, 杨海方, 杨昌黎, 吕力. 石墨烯纳米带量子点中的量子混沌现象. 物理学报, 2009, 58(8): 5726-5729. doi: 10.7498/aps.58.5726
[10]	冯朝文, 蔡理, 李芹. 基于单电子器件的细胞神经网络实现及应用研究. 物理学报, 2008, 57(4): 2462-2467. doi: 10.7498/aps.57.2462
[11]	周艳红, 许英, 郑小宏. 水分子对碳链的输运性质影响的第一性原理研究. 物理学报, 2007, 56(2): 1093-1098. doi: 10.7498/aps.56.1093
[12]	郭荣辉, 赵正平, 郝跃, 刘玉贵, 武一宾, 吕苗. 多岛单电子晶体管的实现及其源漏特性分析. 物理学报, 2005, 54(4): 1804-1808. doi: 10.7498/aps.54.1804
[13]	吴凡, 王太宏. 通过单电子泵实现对单电子运动的控制及其相图分析. 物理学报, 2003, 52(3): 696-702. doi: 10.7498/aps.52.696
[14]	丰平, 王太宏. 3ω方法及其在纳米材料器件表征中的应用. 物理学报, 2003, 52(9): 2249-2253. doi: 10.7498/aps.52.2249
[15]	张志勇, 王太宏. 一种新型的单电子A/D转换器. 物理学报, 2003, 52(8): 2041-2045. doi: 10.7498/aps.52.2041
[16]	孙劲鹏, 王太宏. 基于库仑阻塞原理的多值存储器. 物理学报, 2003, 52(10): 2563-2568. doi: 10.7498/aps.52.2563
[17]	嵇英华, 饶建平, 雷敏生. 介观LC电路中的量子隧道效应. 物理学报, 2002, 51(2): 395-398. doi: 10.7498/aps.51.395
[18]	吴凡, 王太宏. 单电子晶体管通断图及其分析. 物理学报, 2002, 51(12): 2829-2835. doi: 10.7498/aps.51.2829
[19]	王继锁, 冯健, 詹明生. 无耗散介观电感耦合电路的库仑阻塞和电荷的量子效应. 物理学报, 2001, 50(2): 299-303. doi: 10.7498/aps.50.299
[20]	殷鹏程, 张春霆, 赵万云. 切断库仑势的Regge极点. 物理学报, 1965, 21(3): 583-590. doi: 10.7498/aps.21.583

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物理学报. 2003, 52(7): 1766-1770.

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单电子晶体管-金属氧化物半导体场效应晶体管多峰值负微分电阻器件

1. 中国科学院物理研究所，北京 100080

基金项目: 国家重点基础研究专项基金(批准号：G2001C B3095)和国家自然科学基金(批准号：6992541 0)资助的课题.

收稿日期: 2002-09-16
修回日期: 2002-10-20
刊出日期: 2003-07-20

摘要: 传统的共振隧穿二极管的多峰值负微分电阻器件的峰值数目受到限制，由单电子器件和传统的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件组成的多峰值负微分电阻器件在原理上具有无穷多个峰值，并且MOSFET使单电子晶体管(SET)的峰值和谷值电流大小受其源漏电压的影响减小.利用这种多峰值负微分电阻器件实现了多值存储器，该存储器原理上是无穷多值的.并且利用它的折叠的I-V特性，实现了一个4位的Flash A/D转换器，与传统的Flash A/D转换器相比，SET-MOSFET的A/D转换器大大地简化了电路.

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