Einzelelektronentransistor

Energiezustände eines SET in Sperr- und Durchlassschaltung.

Als Einzelelektronentransistoren (engl. Single Electron Transistor, SET) bezeichnet man elektronische Bauelemente, die zu einem bestimmten Zeitpunkt nur von jeweils einem Elektron passiert werden können. Ähnlich wie Feldeffekttransistoren besitzen sie Reservoire, die man als Source und Drain bezeichnet sowie (mindestens) ein Gate mit dem der Transistor steuerbar ist. Insbesondere ist es bei mehreren Gates möglich die SETs zur Stromeichung zu verwenden. Dazu wird an die Gates eine definierte, hochfrequente Spannungsfolge gelegt. Im ersten Schritt wird durch ein Gate Kontakt zur Source geschaffen während gleichzeitig die Leitung zum Drain durch ein anderes Gate unterdrückt wird. Die Einstellung erfolgt so, dass genau ein Elektron den SET besetzen kann. Im nächsten Schritt wird die Leitung nach Source unterdrückt und nach Drain ermöglicht. Das Elektron wird durch Spannung an ein weiteres Gate aus dem SET "herausgedrückt". Da Frequenzen physikalisch besonders gut messbar sind, erschliesst sich über den SET ein ausgezeichnetes Mittel zur Stromeichung. Eine typische Realisierungsmöglichkeit des SET sind beispielsweise elektronisch kontaktierbare Quantenpunkte, die mit Hilfe lithographisch aufgebrachter Metallgates auf modulationsdotierten GaAs-Wafern.

Literatur

• Leo P. Kouwenhoven, Charles M. Marcus et al. : Electron transport in quantum dots in Mesoscopic Electron Transport, NATO ASI Series E345, (Kluwer, Dordrecht,1997)
• H. Grabert, M. H. Devoret: Single Charge Tunneling, NATO ASI Series (Plenum Press, New York, 1992)