การประยุกต์ใช้อุปกรณ์ประจุเดี่ยวสำหรับมาตรฐานปฐมภูมิทางด้านกระแสไฟฟ้า
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
บทความนี้อธิบายคุณสมบัติของทรานซิสเตอร์คู่คูเปอร์เดี่ยว ซึ่งเป็นอุปกรณ์พื้นฐานของอุปกรณ์ประจุเดี่ยว โดยใช้ปรากฏการณ์การขัดขวางแบบคูลอมป์ในการควบคุมอิเล็กตรอนเดี่ยว หรือ คู่คูเปอร์อิเล็กตรอน ด้วยคุณสมบัตินี้ ทรานซิสเตอร์คู่คูเปอร์เดี่ยวสามารถประยุกต์ใช้เป็นอุปกรณ์มาตรฐานควอนตัมทางด้านมาตรวิทยาได้ งานวิจัยนี้ได้ศึกษาและสร้างทรานซิสเตอร์คู่คูเปอร์เดี่ยว ด้วยเทคนิค electron beam lithography และ electron gun evaporation ทรานซิสเตอร์คู่คูเปอร์เดี่ยวถูกวัดที่อุณหภูมิต่ำกว่า 100 mK ด้วย dilution refrigerator พบว่า ความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วเกตและกระแสที่พีทของกระแส supercurrent แสดงความสัมพันธ์การส่งผ่านของคู่คูเปอร์อิเล็กตรอนเท่านั้น ทำให้ชี้ให้เห็นได้ว่าทรานซิสเตอร์คู่คูเปอร์เดี่ยว มีคุณสมบัติของการส่งผ่านคู่คูเปอร์อิเล็กตรอนที่สัมพันธ์กับความถี่ในระดับ 16 จิกะเฮิรตซ์ จึงมีความเป็นไปได้ที่สามารถนำมาประยุกต์ใช้งานเป็นตัวตรวจนับอิเล็กตรอนรวมกับอุปกรณ์อื่น ๆ ได้
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
References
D. B. Newell, F. Cabiati, J. Fischer, K. Fujii, S. G. Karshenboim, H. S. Margolis, E. de Mirandes, P. J. Mohr, F. Nez, K. Pachucki, T. J. Quinn, B. N. Taylor, M. Wang, B. M. Wood, and Z. Zhang, “The CODATA 2017 Values of h, e, k and NA for the Revision of the SI,” Metrologia, vol. 55, pp. L13, 2018.
L. Tosi, D. Vion, and H. le Sueur, “Design of a Cooper-pair box electrometer for application to solid-state and astroparticle physics,” Physical Review Applied, vol. 11, pp. 054072, 2019.
J. Tanarom, T. Watanabe, Y. Mizugaki, and H. Shimada, “Sensitive phonon detection using a single Cooper-pair transistor,” Applied Physics Express, Vol 15, pp. 064001, 2022.
L. Fricke, M. Wulf, B. kaestnes, F. Hohls, P. Mirovsky, B. Mackrodt, R. Dolata, T. Weimann, K. Pierz, U. Siegner, and H. W. Schumacher, “Self-Referenced Single-Electron Quantized Current Source,” Physical Review Letters, vol. 112, pp. 226803, 2014.
H. Grabert, and M. H. Devoret, “Single Charge Tunneling: Coulomb Blockade Phenomena in Nanostructures,” Springer Science + Business Media, LLC, 1992.
J. Tanarom, Y. Mizugaki, and H. Shimada, “Detection of phonons with a single Cooper-pair transistor,” The Superconducting Electronics group conference of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, IEICE-SCE 2021, August 2021.
V. Ambegaokar and A. Baratoff, “Tunneling between superconductors," Physical Review Letters, vol.10, [Errata 11, p.104 (1963)], pp. 486, 1963.
Y. Ootuka, T. Uchiyama, and H. Shimada, “One-day dilution refrigerator,” Cryogenics, 33, p.923, 1993.
J. Tanarom, Y. Mizugaki, and H. Shimada, “Scalability of supercurrent modulable with single Cooper-pair transistors connected in parallel,” Japanese Journal of Applied Physics, vol. 60, pp. 074003, 2021.
W. Nawrocki, Introduction to Quantum Metrology: Quantum Standards and Instrumentation, in book chapter, Single Electron Tunneling, Springer, pp. 173-185, 2007.