ИСТИНА

Развитие нанотехнологий открывает возможности для разработки новых наноразмерных электронных устройств. Одним из них является одноатомный одноэлектронный транзистор, в котором перенос электронов обеспечивается туннелированием через один атом легирующей примеси [1]. Одноатомные устройства очень перспективны для создания квантовых вычислительных устройств [2]. Для изготовления одноатомных структур используется метод последовательного утоньшения неравномерно легированного верхнего слоя кремниевого наномостика, с помощью последовательных процессов изотропного реактивно-ионного травления [3]. В качестве легирующей примеси используются атомы мышьяка. Экспериментальные структуры были проанализированы путем измерения их электрических характеристик при температуре жидкого гелия, а затем в рефрижераторе растворения при температурах от 10 К до 15 мК. Электрические характеристики были представлены в виде вольтамперных характеристик и диаграмм стабильности (зависимость проводимости от напряжений на контактах стока-истока и затвора). Горизонтальные области на вольтамперных характеристиках и диагональные линии на диаграммах стабильности свидетельствуют о влиянии дискретного энергетического спектра электронов примесных атомов на электронный транспорт в транзисторе. Однако при температуре 4,2К эти эффекты оказываются размыты тепловыми флуктуациями. Дальнейшее охлаждение образца в рефрижераторе растворения уменьшило влияние флуктуаций, но при достижении температур ниже 2К (вплоть до 10мК) характеристики переставали изменяться. Это может указывать на локальный перегрев наноразмерной области вблизи транзистора. Чтобы свести к минимуму этот эффект, была предложена новая конструкция образца, где для увеличения эффективности теплоотвода была увеличена ширина электродов транзистора и уменьшена их длина. Данное исследование выполнено при поддержке Междисциплинарной научнообразовательной школы Московского университета "Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина". в работе использовалось оборудование Учебнометодического центра литографии и микроскопии МГУ им. М.В. Ломоносова. 1. Fuechsle, Martin, et al. "A single-atom transistor." Nature nanotechnology 7.4 (2012): 242-246. 2. Koch, Matthias, et al. "Spin read-out in atomic qubits in an all-epitaxial three-dimensional transistor." Nature nanotechnology 14.2 (2019): 137-140. 3. Dagesyan, S. A., et al. "Sequential reduction of the silicon single-electron transistor structure to atomic scale." Nanotechnology 28.22 (2017): 225304.