Выгода одноэлектронных устройств, в которых “работает” малое число электронов, очевидна - они имеют малые размеры и потребляют мало энергии. Однако прогресс в создании собственно электронных одноэлектронных устройств не так уж велик (одноэлектронные транзисторы работают при низких температурах и имеют невысокое быстродействие). В то же время одоэлектроника находит себя в разных областях. Например, в термометрии, для измерения температур в диапазоне 20 мК - 30 К. Основные достоинства подобного метода измерения температур - относительная простота и нечувствительность к магнитному полю. Группа шведских ученых предложила новый вариант одноэлектронного термометра [1].
 Рис.1. d3I/dV3 как функция напряжения V, измеренная при разных температурах. |
Роль чуствительного элемента играет двумерный массив (256x256 элементов) туннельных переходов, имеющий эффективную емкость 2.2 фемтофарад, через который попускается электрический ток. Оказывается, что напряжение в точке, где третья производная тока по напряжению d3I/dV3 равна нулю, прямо пропорционально температуре (рис.1). В выражение, связывающее V и Т, входит только численный множитель и мировые постоянные (постоянная Больцмана и заряд электрона). Таким образом, термометр не нуждается в градуировке (является первичным). В отличие от стандартного “одноэлектронного” метода измерения температуры, где требуется прописать всю кривую dI/dV, в предложенном варианте достаточно знать только точку обращения в ноль третьей производной, что обеспечивает большее быстродействие.
1. Tobias Bergsten, Tord Claeson, and Per Delsing. Appl.Phys.Lett. v.78, 1246 (2001).
Также были использованы материалы бюллетеня ПерсТ