静电控制的隧道晶体管

摘要

通过改变位于两个隧道结(34、36)之间的岛区(26)的静电电位来操作的晶体管，该晶体管具有一岛区(26)，该岛区用具有一频带间隙的材料(例如半导体或超导体材料)制成。该晶体管具有源极(28)和漏极(30)触点。该晶体管具有位于岛区(26)和漏极(30)之间的第一隧道结阻挡层(36)，该岛区(26)与晶体管的其它部分以及基层(20)是欧姆绝缘的。门电极(24)与岛区(26)电容耦合，使作用在门电极上的电位可改变该岛区的电位。该晶体管具有n-型和p-型实施例。当使用时，通过施加门电极电位以降低(例如，用正的门电极偏压)或升高(例如，负的门电极偏压)该岛区的导通带(54)或价带(56)。当该导通带(54)或价带(56)与源极和漏极的费米能量(42)相匹配时，导通电流能经过所述的源极、岛区和漏极。

主权项

1、一种用于开关电流的装置，包括：a.一个欧姆绝缘岛区，该岛区包括具有频带间隙的材料，其中，所述的岛区足够大，使得该岛区的电子能量可按小于100mev分级；b.一个源极触点；c.一个位于所述的岛区和源极触点之间的第一隧道结阻挡层，其中，所述的第一隧道结阻挡层具有这样的厚度和横截面积，以使得由源极触点、第一隧道结阻挡层和岛区构成的第一隧道结的电阻小于一个量子电阻；d.一个漏极触点；e.一个位于所述的岛区和漏极触点之间的第二隧道结阻挡层，其中，第二隧道结阻挡层具有这样的厚度和横截面积，以使得由漏极触点、第二隧道结阻挡层和岛区构成的第二隧道结的电阻小于一个量子电阻；f.一个与所述的岛区电容耦合的门电极。