利用 CMOS 晶体管中循环电子隧穿对单一电子库进行原级测温
介观与纳米尺度物理
2021-05-26 v2
摘要
温度是物理现象研究中的基本参数。在纳米尺度上，局部温差可用于设计新型热纳米电子器件或检验量子热力学概念。因此，局部温度的测定具有特殊意义。本文提出一种原级电子温度计，可用于探测单电子器件中单一电子库的局部温度。该温度计基于具有离散能级的系统与一个单一电子库之间的循环电子隧穿。当以有限速率驱动且接近电荷简并点时，该系统表现为可变电容器，其幅值与线形随温度变化。在本实验中，我们利用 CMOS 纳米线晶体管中的量子点演示了此类温度计。通过将器件嵌入射频谐振器中驱动循环电子隧穿，进而可对温度计进行色散读取。我们发现，利用玻尔兹曼常数与电子电荷之比 这一已知物理定律，谐振器相位响应的半高全宽随温度线性变化。总体而言，该温度计在纳米电子器件中快速热动力学过程的局部探测以及与硅基量子电路的无缝集成方面具有潜力。
引用
@article{arxiv.1805.03443,
title = {Primary thermometry of a single reservoir using cyclic electron tunneling in a CMOS transistor},
author = {Imtiaz Ahmed and Anasua Chatterjee and Sylvain Barraud and John J. L. Morton and James A. Haigh and M. Fernando Gonzalez-Zalba},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.03443},
year = {2021}
}