7
НАША
Таким образом, мы приходим к выводу, что при значении напряжения на затворе U = Ne C состояния квантовой точки с N и N + 1 электронами разделены энергетической щелью , и, следовательно, закон сохранения энергии как бы блокирует перенос электронов между источником и стоком – квантовая точка оказывается «запертой». Наоборот, при напряжении U = ( N + 1 2 ) e C электроны можно переносить на квантовую точку «бесплатно», так как состояниям с N и N + 1 электронами соответствует одно и то же значение энергии – квантовая точка оказывается «открытой». Итак, мы видим, что металлическая капля размером порядка десяти ангстрем может работать как эффективный транзистор – то пропуская ток, то запираясь. При низких температурах, , ток, протекающий сквозь такой, «одноэлектронный транзистор», чрезвычайно мал при всех напряжениях на затворе, кроме особых значений U ( N ) = ( N + 1 2 ) e C. Вблизи этих значений в проводимости должны наблюдаться резкие всплески. Вы можете их увидеть на экспериментально измеренной зависимости дифференциальной
Рис.9. Экспериментально измеренная зависимость дифференциальной проводимости квантовой точки от напряжения на затворе
ОБЛОЖКА
проводимости квантовой точки g от напряжения на затворе U, представленной на рисунке 9. Можно надеяться, что одноэлектронные транзисторы позволят в скором будущем создать логические схемы, работающие со слабейшими из возможных токов и, соответственно, в которых энергия будет рассеиваться минимально.
-
-
- Мы дали очень короткий и поверхностный обзор всего лишь нескольких вопросов увлекательной области современной науки. По-английски она называется nanoscience (нано-наука), по-русски мы говорим о нанофизике, нанохимии и других нанодисциплинах. Назовем еще несколько других возможных «кандидатов» в строительные блоки наноприборов, исследование свойств которых сегодня находится на переднем крае науки. Среди них графен – монослой графита, в котором электроны образуют двумерный газ с релятивистским спектром (т.е. движутся подобно квантам света); углеродные и неуглеродные нанотрубки; наноэлектромеханические системы; гибридные приборы для квантовых вычислений, основанные на сверхпроводящих и нормальных элементах; так называемые спинтронные приборы, действие которых основано на манипуляциях с отдельными электронными и атомными спинами; наносверхпроводники, наномагниты и многие другие. Для полного понимания свойств этих систем необходимо решить целый ряд фундаментальных и прикладных проблем. Главные из них связаны с особенностями квантового транспорта, влияния на него процессов рассеяния на дефектах, фононах, а также электрон-электронного взаимодействия, учета роли контактов и окружающей наноприбор электромагнитной среды. Все эти задачи еще далеки от завершения. Поэтому исследованию каждой из этих систем посвящено много научных работ, формирующих передний край современной науки и техники.
-
НАША ОБЛОЖКА
Сколько лучей у солнечного блика?
(См. 4-ю с. обложки)
Оптические приборы (кинои фотоаппараты, телескопы, микроскопы и т.п.) всегда искажают изображаемые ими объекты. Например, на фотографиях ярких ламп, вспышек электросварки или солнечных бликов эти яркие объекты часто окружены симметрично расходящимися лучами. Если на фотографии таких объектов несколько, то число расходящихся лучей и их ориентация одинаковы. Причиной появления на фото лучей вокруг ярких объектов является дифракция света – способность электромагнитных волн огибать границы препятствий и проникать в область геометрической тени. В оптических приборах дифракция происходит, как правило, на краях диафрагмы, используемой для изменения освещенности и глубины резкости изображений.
01_24.p65
Рис.1. Объектив фотоаппарата с ирисовой диафрагмой из семи (слева) или шести (справа) лепестков
Чаще всего диафрагма состоит из нескольких заходящих друг за друга тонких непрозрачных серповидных пластинок-лепестков, образующих отверстие в виде пра-
(Продолжение см. на с. 12)