入力離散化器付き単一電子トランジスタおよびターンスタイルの特性

摘要

本報告において，我々は単一電子デバイス用の「入力離散化器」を提案し，その応用例について述べる．入力離散化器は，1個の微小トンネル接合と2個のキャパシタから構成される．入力離散化器の2個のキャパシタの容量を等しくすることで，単一電子デバイスへのゲート電荷を，電気素量eの半分の周期に離散化することができ，これにより単一電子デバイスの機能向上を図れる．例えば，入力離散化器付き単一電子トランジスタでは，クーロン閉塞のゲート電荷に対する閾値特性に不連続性が現れ，これにより入力信号への急峻な応答を得ることができるようになる．また，入力離散化器付き単一電子ターンスタイル素子では，電流プラトー生成領域境界の交流信号強度に対する依存性を減らし，動作領域を広く確保することができる．本報告では，入力離散化器やその応用例について，解析的結果及び数値計算結果を示す．