Экспериментальное исследование зарядовых флуктуаций в алюминиевых одноэлектронных структурах стековой геометрии тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.04 ВАК РФ

ПРЕДИСЛОВИЕ

ГЛАВА 1. ОДНОЭЛЕКТРОННЫЙ ТРАНЗИСТОР КАК

СВЕРХЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОМЕТР

1.1. Одиночный туннельный переход, зарядовая энергия и условия наблюдения одноэлектронных эффектов.

1.2. Принципы работы одноэлектронного транзистора.

1.3. Зарядовая чувствительность одноэлектронного транзистора.

1.4. Поляризационный фоновый заряд, его флуктуации и их влияние на работу одноэлектронных устройств.

1.5. Рабочая температура одноэлектронных устройств. Способы ее повышения.

1.6. Цели и задачи настоящей работы. '

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Технология изготовления одноэлектронных структур.

2.1.1. Структуры планарной топологии.

2.1.2. "Стековые" структуры.

2.2. Методика измерений.

ГЛАВА 3. НИЗКОЧАСТОТНЫЕ ЗАРЯДОВЫЕ ШУМЫ В ОДНОЭЛЕКТРОННЫХ ТРАНЗИСТОРАХ СТЕКОВОЙ

ГЕОМЕТРИИ

3.1. Зависимость уровня шума от площади контакта центрального острова транзистора с подложкой.

3.2. Зарядовая чувствительность стекового транзистора.

3.3. Шунтированный стековый транзистор.

3.3.1. Идея и метод изготовления шунтированного стекового 71 одноэлектронного транзистора.

3.3.2. Шумовые характеристики шунтированного стекового одноэлектронного транзистора.

3.4. Аномалии в шумовых свойствах стекового одноэлектронного транзистора.

3.5. Предельная зарядовая чувствительность стековых транзисторов.

ГЛАВА 4. ОДНОЭЛЕКТРОННЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ С ПРЕДЕЛЬНО МАЛЫМИ ТУННЕЛЬНЫМИ ПЕРЕХОДАМИ

4.1. Технологические особенности изготовления одноэлектронных транзисторов с предельно малыми туннельными переходами.

4.2. Шумовые характеристики одноэлектронных транзисторов с предельно малыми туннельными переходами.

4.3. Транзисторы комбинированной геометрии.

ГЛАВА 5. СРУКТУРЫ ИЗ МНОГИХ ТУННЕЛЬНЫХ ПЕРЕХОДОВ НА ОСНОВЕ СТЕКОВОЙ ГЕОМЕТРИИ

5.1. Влияние флуктуаций фоновых зарядов на работу одноэлектронной ячейки памяти.

5.2. Цепочки на основе стековых туннельных переходов.

5.3. Одноэлектронный транзистор с цепочками стековых туннельных переходов вместо одиночных переходов.

5.4. Стековые структуры с полностью изолированными от контакта с подложкой элементами.

На протяжении многих лет феномен электричества во всех его проявлениях, начиная от молнии и кончая электростатикой, интересовал человека. В конце шестнадцатого века стартом научного изучения этого явления послужила феноменологическая идея, сформулированная Б. Франклином, где говорилось, что электричество есть жидкость, способная перетекать от объекта к объекту и заряжать их. До конца девятнадцатого столетия эта модель в различных ее формах служила для объяснения феномена электричества. Важный шаг к количественному пониманию природы электричества был сделан Ш. Кулоном в 1785 г., который измерил силу притяжения двух заряженных тел. Он так же показал, что заряд распределен по поверхности проводников. Изучая электрические разряды в газах, Дж. Томсон в 1887 г. открыл электрон (electron - от греч. - янтарь) и показал, что его заряд и масса постоянны и год спустя определил абсолютное значение заряда электрона. Позднее, в 1911г. Р. Милликен продемонстрировал квантование электрического заряда. До недавнего времени этот факт не имел большого значения с точки зрения технологии изготовления электронных устройств, поскольку даже весьма малый ток, например, в один микроампер (типичное значение для традиционных кремниевых транзисторов) все еще соответствует перемещению очень большого количества электронов (порядка 1013) через сечение проводника каждую секунду.

Прогресс в нанотехнологии в последние десятилетия дал возможность изучать перемещение единичных элементарных зарядов в электронных схемах и, тем самым, положил начало новой области физики -одноэлектронике. Первый толчок к развитию этой области в 1951 г. дали работы по изучению влияния дискретности туннелирования заряда на проводимость тонкой гранулированной пленки [1]. В последующие годы существенный вклад внесли работы других авторов [2-4]. В 1975 г. Кулик и Шехтер создали первую количественную теорию для системы, состоящей из двух последовательно соединенных туннельных контактов

5].

Как самостоятельное направление, одноэлектроника окончательно сформировалась после разработки в 1985 г. теории коррелированного туннелирования Авериным, Лихаревым и Зориным [6,7] в сверхпроводящих структурах и в 1986 г. Авериным и Лихаревым [8] (так называемой "ортодоксальной" теории) в нормальных структурах. Эта теория незамедлительно нашла свое подтверждение в работах Фултона и Долана [9], а так же Кузьмина и Лихарева [10], которые положили начало широкому экспериментальному исследованию одноэлектронных структур.

Данная работа посвящена исследованию нормальных одноэлектронных металлических структур различной геометрии (в частности, так называемой, стековой), изготавливаемых методами теневого напыления через подвешенную маску, сформированную методами электронной литографии.

В большинстве экспериментальных работ, посвященных исследованию одноэлектронных эффектов, в качестве исследуемого объекта использовались планарные металлические структуры на основе туннельных переходов А1/АЮХ/А1, поскольку на сегодняшний день технология их изготовления имеет наилучшую воспроизводимость параметров структур и демонстрирует наибольшее разнообразие проектируемых схем. В рамках этой технологии были изготовлены различные одноэлектронные устройства (например, электрометр, насос, ловушка и др.), продемонстрированы многие эффекты, предсказанные теоретически. В последние годы наибольший интерес, с точки зрения практической применимости одноэлектронных устройств, представляют две основные задачи. Во-первых, это проблема флуктуаций фонового заряда (шум фоновых зарядов приводит к существенному ухудшению характеристик одноэлектронных устройств вплоть до полного исчезновения в них одноэлектронных эффектов). Приведенный в настоящей работе обзор (см главу 1.) показывает, что основные источники шума фоновых зарядов находятся в диэлектрической подложке, а поскольку в планарных одноэлектронных структурах все элементы находятся в непосредственном контакте с подложкой, то, соответственно, такие структуры подвержены сильному воздействию со стороны шумовых источников в ней. Одним из решений данной проблемы является создание одноэлектронных структур, элементы которых были бы не чувствительны к влиянию подложки.

Другой задачей является повышение рабочей температуры одноэлектронных устройств посредством уменьшения размеров элементов структур и площадей туннельных переходов. Существующая на сегодняшние день технология изготовления позволяет получать устройства, работающие при температурах ниже 1 К. Такие температуры достижимы только в рефрижераторах растворения - довольно сложных и дорогостоящих установках.

Вышеупомянутые проблемы одноэлектроники являются наиболее важными на сегодняшний день. От их решения зависит перспектива применения в будущем сложных одноэлектронных устройств. Исходя из этого, основной целью данной работы является исследование одноэлектронного транзистора, как сверхчувствительного электрометра, и улучшение его характеристик: понижения уровня собственного шума и повышения рабочей температуры. Одной из основных задач, решаемых в данной работе, является разработка новой стековой конструкции (и, соответственно, технологии изготовления) одноэлектронного транзистора, нечувствительного к флуктуациям фоновых зарядов в диэлектрической подложке. Более детально задачи данной работы сформулированы после литературного обзора в конце первой главы.

Структура и содержание диссертации.

Диссертация состоит из предисловия, пяти глав и заключения. В конце диссертации приведен список цитируемой литературы.

Первая глава является введением, в ней описан эффект дискретности заряда в системах туннельных переходов и условия его наблюдения; структура, а также принцип работы и основные характеристики одноэлектронного транзистора. Здесь же проведен анализ его шумовых свойств и предельной чувствительности. Приведен обзор литературы в данной области.

Вторая глава посвящена технологии изготовления одноэлектронных структур, разработке стековой геометрии одноэлектронного транзистора и методике изготовления структур на основе стековой геометрии.

В третьей главе приведены экспериментальные результаты исследования избыточного зарядового шума в одноэлектронном транзисторе в зависимости от площади контакта его центрального острова с подложкой, получены значения предельной чувствительности транзисторов стековой топологии.

Четвертая глава посвящена исследованию шумовых свойств одноэлектронного транзистора при относительно высоких температурах. На примере исследования свойств одноэлектронного транзистора при температурах до 20 К, показана реальная возможность создания электрометра с высокой рабочей температурой. Предложена комбинированная топология одноэлектронного транзистора, с помощью которой возможно изготовление транзистора с изолированным от подложки островом, позволяющая уменьшать элементы структуры, и повышать рабочую температуру устройства.

В пятой главе описаны технология изготовления цепочек "квазистековых" туннельных переходов и результаты их исследования. Приведены результаты исследования электрических и шумовых характеристик структуры, представляющей собой одноэлектронный транзистор, у которого вместо одиночных переходов использованы цепочки из них. Описана технология изготовления структур с "подвешенными" островами.

В конце работы приводится заключение с основными выводами.

Положения, выносимые на защиту.

1. На основе метода теневого напыления разработана технология изготовления одноэлектронных транзисторов новой стековой геометрии, позволяющая существенно улучшить шумовые характеристики одноэлектронных устройств.

2. Впервые детально исследована зависимость уровня шума в одноэлектронном транзисторе от площади контакта острова с подложкой. Показано, что в транзисторе с центральным островом, имеющим контакт с подложкой, основной вклад в зарядовый шум (~1СГ4е/л/Гц на частоте 10 Гц) вносят источники шума, расположенные в подложке.

3. Предложен и впервые реализован одноэлектронный транзистор стековой геометрии, с островом, полностью изолированным от подложки, что позволило значительно ослабить влияние источников шума в диэлектрической подложке. Показано, что такой транзистор обладает рекордным зарядовым разрешением на частоте 10 Гц -8 х 10-6 е/л/Гц •

4. Изготовлены одноэлектронные электрометры с рабочей температурой до 20 К. Впервые измерены их шумовые характеристики в интервале температур до 13 К. Уровень зарядового шума в этих структурах составил величину 2.5х 10"3 е/л/Гц на частоте /=10 Гц при температуре 13 К.

5. Изготовлены стековые структуры с большим количеством туннельных переходов, обладающие хорошей стабильностью по отношению к дрейфу фонового заряда. Предложено использование таких структур в прецизионных схемах переключения тока.

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в следующих работах:

1. В.А. Крупенин, С.В. Лотхов, Д.Е. Преснов, Факторы нестабильности одноэлектронной памяти при низких температурах в структурах типа А1/А10х/А1. // ЖЭТФ, 111 (1), 344 (1997).

2. Н. Wolf, F.-J. Ahlers, J. Niemeyer, H. Scherer, Th. Weimann, A.B. Zorin, V.A. Krupenin, S.V. Lotkhov, D.E. Presnov, Investigation of the offset charge noise in single electron tunneling devices. // IEEE Trans. Instrum. and Meas., 46 (2), 303 (1997).

3. V.A. Krupenin, D.E. Presnov, M.N. Savvateev, H. Scherer, A.B. Zorin and J. Niemeyer, Noise in A1 single electron transistors of stacked design. // J. Appl. Phys., 84 (6), 32 (1998).

4. V.A. Krupenin, D.E. Presnov, A.B. Zorin and J. Niemeyer, Aluminum single electron transistors with islands isolated from a substrate. // J. Low Temp. Phys., 118 (5/6), 287 (2000).

5. V.A. Krupenin, D.E. Presnov, A.B. Zorin and J. Niemeyer, A very low noise single electron electrometer of stacked-junction geometry. // Physica В., 284-288, 1800 (2000).

6. D.E. Presnov, V.A. Krupenin, S.V. Lotkhov, Background charge influence on single-electron devices: single-electron transistor and trap. // Abstracts of Invited Lectures and Contributed Papers of International Symposium -Nanostructures: Physics and Technology, St.Petersburg, Russia, 183 (26-30 June 1996).

7. V.A. Krupenin, D.E. Presnov, M.N. Savvateev, H. Scherer, A.B. Zorin and J. Niemeyer, Noise in metallic SET transistor with an island isolated from substrate. // Abstracts of Invited Lectures and Contributed Papers of Int. Symposium - Nanostructures: Physics and Technology, St.Petersburg, Russia, 477 (23-27 June 1997).

8. V.A. Krupenin, D.E. Presnov, M.N. Savvateev, H. Scherer, A.B. Zorin and J. Niemeyer, Low noise single electron tunneling transistors of sandwich type. // Abstracts of X Trilateral German - Russian - Ukrainian Seminar on High-Temperature Superconductivity, Nizhny Novgorod, (11-15 September 1997).

9. V.A. Krupenin, D.E. Presnov, M.N. Sawateev, H. Scherer, A.B. Zorin and J. Niemeyer, Noise in metallic SET transistors of the different contact area between their islands and a substrate. // Abstracts of Invited Lectures and Contributed Papers of Int. Symposium - Nanostructures: Physics and Technology, St.Petersburg, Russia, 500 (22-26 June 1998).

10. V.A. Krupenin, D.E. Presnov, M.N. Sawateev, H. Scherer, A.B. Zorin and J. Niemeyer, Low noise single electron transistors of stacked design. // in Proceedings of Conference on Precision Electromagnetic Measurements -CPEM-98, Washington, D.C., U.S.A., 140 (6-10 July 1998).

11. V.A. Krupenin, D.E. Presnov, M.N. Sawateev, H. Scherer, A.B. Zorin and J. Niemeyer, The role of a dielectric substrate in the noise figure of single-electron transistors. // Abstracts of XI Trilateral German - Russian -Ukrainian Seminar on High-Temperature Superconductivity, Gottingen, Germany, 66 (28-30 September 1998).

12. V.A. Krupenin, D.E. Presnov, A.B. Zorin and J. Niemeyer, Single electron transistor of stack design as ultrasensitive electrometer. // Abstracts of Invited Lectures and" Contributed Papers of Int. Symposium -Nanostructures: Physics and Technology, St.Petersburg, Russia, 454 (14-18 June 1999).

13. V.A. Krupenin, D.E. Preshov, A.B. Zorin and J. Niemeyer, Single Electron Transistors of Stacked Geometry. // Abstracts of Conference - Electron Transport in Mesoscopic Systems, Geteborg, Sweden, 40 (12-15 August 1999). http://haithabu.fy.chalmers.se/abstracts/076-html/076.html

14. V.A. Krupenin, D.E. Presnov, A.B. Zorin and J. Niemeyer, Improvement of A1 SET electrometer characteristics. // Abstracts of European Meeting on the Technology and Application of SET-Devices, PTB Braunschweig, Germany, 2000, 15 (5-6 June 2000).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В настоящей диссертационной работе предложена и разработана методика изготовления одноэлектронных структур стековой топологии. На основе данной топологии изготовлены структуры, в которых удалось существенно понизить уровень шума, вызванный флуктуациями фоновых зарядов. В результате исследования шумовых свойств одноэлектронных транзисторов с высокой рабочей температурой показана возможность использования одноэлектронного транзистора как реального электрометра при температуре жидкого гелия (4.2 К) и выше. На основе стековой топологии предложены и разработаны новые конструкции более сложных одноэлектронных структур. Основные результаты работы перечислены ниже:

1. Впервые детально исследована зависимость интенсивности низкочастотного шума в одноэлектронном транзисторе от площади контакта его острова с подложкой. Показано, что в транзисторе с островом, имеющим существенную площадь контакта с подложкой, основной вклад (более 90 %) в зарядовый шум (~Ю~4 е/л/Гц на частоте

10 Гц) вносят источники шума, находящиеся в подложке.

2. На основе метода много-теневого напыления разработана технология изготовления одноэлектронных транзисторов новой стековой геометрии, позволяющая существенно улучшить шумовые характеристики одноэлектронных устройств.

3. Предложен и впервые реализован одноэлектронный транзистор стековой геометрии с островом, полностью изолированным от подложки. Показано, что он обладает рекордным зарядовым разрешением на частоте 10 Гц - менее чем 8 х10~6 е/л/Гц .

4. Изготовлены одноэлектронные электрометры с относительно высокой рабочей температурой (до 20 К). Впервые измерены их шумовые характеристики в интервале температур до 13 К. Уровень шума в этих структурах при максимальной температуре измерений 13 К составил

2.5 х10~3 е[л/Гц на частоте/= 10 Гц.

5. Изготовлены стековые структуры с большим количеством туннельных переходов, обладающие хорошей стабильностью по отношению к дрейфу фонового заряда. Предложено использование таких структур в схемах переключения тока одиночных электронов.

В заключение мне хочется выразить глубокую благодарность моим научным руководителям, А.Б. Зорину и В.А. Крупенину, за предложенную интересную тему, а так же всестороннюю практическую помощь в ходе всей работы. Я благодарен В.А. Крупенину за неоценимую помощь в проведении измерений. Особо признателен G.B. Лотхову, М.Н. Савватееву и А.Б Паволоцкому за помощь в процессе разработки технологии, изготовления и тестирования образцов. я благодарен также всем своим коллегам по работе в Лаборатории Криоэлектроники Физического Факультета МГУ, а так же сотрудникам Физико-Технического Центра (РТВ), Брауншвайг, Германия, за всестороннюю помощь на всех этапах данной работы.

Значения некоторых фундаментальных констант использованных в работе

Название Символ Значение

Элементарный заряд е 1.60219х10~19 Кл

Постоянная h 6.62618хЮ"34 Джхс

Планка п 1.05459x10"34 Джхс

Постоянная Больцмана к 1.38066x10"23 Дж/К

Постоянная диэлектрической проницаемости вакуума £0 10-9/36тсхКл2/(м2хН)

Приставки кратных и дольных единиц:

Название Символ Значение Название Символ Значение тера т 1012 микро мк 10"6 гига Г ю9 нано н ю-9 мега М 106 пико п ю-12 кило к 103 фемто ф 10"15

МИЛЛИ м 10"3 атто а 10-.8

121

1. С .J. Gorter, A possible explanation of the increase of the electrical resistance of thin metal films at low temperatures and small field strengths. // Physica 17 (8), 777 (1951).

2. C.A. Neugebauer and M.B. Webb, Electrical conduction mechanism in ultrathin evaporated metal films. // J. Appl. Phys. 33 (1), 74 (1962).

3. I. Giaver and H.R. Zeller, Superconductivity of small tin particles measured by tunneling. // Phys. Rev. Lett. 20 (26), 1504 (1968).

4. J. Lambe and R.C. Jaklevich, Charge quantization studies using a tunnel capacitor. // Phys. Rev. Lett. 22 (25), 1371 (1969).

5. И.О. Кулик и P.И. Шехтер, Кинетические явления и эффекты дискретности заряда в гранулированных средах. // ЖЭТФ 68 (2), 623 (1975).

6. К.К. Lilcharev, А.В. Zorin, Theory of the bloch-wave oscillations in small tunnel junctions. // J. Low Temp. Phys. 59 (3/4), 347 (1985).

7. Д.В. Аверин, А.Б. Зорин, К.К. Лихарев, Блоховские осцилляции в джозефсоновских переходах малых размеров. // ЖЭТФ 88 (2) 697 (1985).

8. Д.В. Аверин, К.К. Лихарев, Когерентные колебания в туннельных переходах малых размеров. // ЖЭТФ 90 (2), 733 (1986).

9. Т.А. Fulton and G.J. Dolan, Observation of single-electron charging effects in small tunnel junctions. // Phys. Rev. Lett. 59 (1), 109 (1987).

10. Л.С. Кузьмин, К.К. Лихарев, Непосредственное экспериментальное наблюдение дискретного коррелированного одноэлектронного туннелирования. // ЖЭТФ 45 (8), 289 (1987).

11. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц, Общий курс теоретической физики, т. 3: Квантовая механика. // М: Наука, (1989).

12. D.V. Averin and К.К. Likharev, Probable coherent oscillations at single-electron tunneling. // in: SQID'85, ed. by H.-D. Hahlbohm and H. Lubbig (W. de Grutter, Berlin), 197 (1985).

13. P. Delsing, K.K. Lilcharev, L.S. Kuzmin, and T. Claeson, Time correlated single-electron tunneling in one-dimensional arrays of ultrasmall tunnel junctions. // Phys. Rev. Lett. 63 (17), 1861 (1989).

14. K.K. Lilcharev, Single-electronics: a correlated transfer of single electrons in ultrasmall junctions, arrays and systems. // in "Physics of Granular Nanostructures", ed.by D. Ferry et al. Plenum, New York, (1991).

15. P. Lafarge, H. Pothier, E.R. Williams, D. Esteve, C. Urbina, and

16. M.H. Devoret, Direct observation of macroscopic charge quantization. // Z. Phys. В 85,327(1991).

17. M.W. Keller, J.M. Martinis, N.M. Zimmerman, and A.H. Steinbach, Accucracy of electron counting using a 7-junction electron pump. // Appl. Phys. Lett. 69 (12), 1804 (1996).

18. J.E. Lulcens, P.D. Dresselhaus, Siyuan Han L. Ji, K.K. Likharev,

19. W. Zheng, Comparison of single electron traps in the superconducting and normal states.//Physica B, 203, 354 (1994).

20. M.J. Yoo, T.A. Fulton, H.F. Hess, R.L. Willet, L.N. Dunkleberger,

21. R.J. Chichester, L.N. Pfeiffer, K.W. West, Scannig single-electron transistor microscopy:imaging individual charges.//Science, 276, 579 (1997).

22. G.-L. Ingold, P. Wyrowslci, and H. Grabert, Effect of the electromagnetic environment on the single electron transistor. // Z. Phys. В 85, 443 (1991).

23. U. Hanlce, Yu.M. Galperin, and K.A. Chao, Charge sensitivity of single electron transistor. // Appl. Phys. Lett. 65 (14), 3,1847 (1994).

24. A.N. Korotkov, Intrinsic noise of single-electron transistor. // Phys. Rev. B. 49(15), 10381 (1994).

25. D.V. Averin and A.A. Odintsov, Macroscopic quantum tunneling of the electric charge in small tunnel junctions. // Phys. Lett. A, 140 (5), 251 (1989).

26. L.J. Geerligs, V.F. Anderegg, and J.E. Mooij, Tunneling time and offset charging in small tunnel junctions.//Physica B, 165, 973 (1990).

27. G. Zimmerli, T.M. Eiles, R.L. Kautz, and John M. Martinis, Noise in the coulomb blockade electrometer. // Appl. Phys. Lett. 61 (2), 237 (1992).

28. St. Petersburg, Russia, 427 (26-30 June 1995).

29. B. Starmark, T. Henning, T. Claeson, P. Delsing and A.N. Korotkov, Gain dependence of the noise in single electron transistor. // J. Appl. Phys. 86 (4), 2132(1999).

30. B.A. Крупенин, Экспериментальное исследование зарядовых флуктуаций и взаимного влияния элементов в одноэлектронных структурах. // Кандидатская диссертация, Физический факультет МГУ, Москва (1998).

31. Е.Н. Visscher, S.M. Verbrugh, J. Lindermann, P. Hadley, and J.E. Mooij, Fabrication of multilayer single-electron tunneling devices. //

32. Appl. Phys. Lett. 66 (3), 305 (1995).

33. S.M. Verbrugh, M.L. Benhamadi, E.H. Visscher, and J.E. Mooij, Optimization of island size in single-electron tunneling devices, experiment and theory. // J. Appl. Phys. 78 (4), 2830 (1995), or see chap.4 in

34. S.M. Verbrugh, Development of a single electron turnstile as a current standard. // thesis, Delft University of Technology (1995).

35. A.B. Zorin, F.-J. Ahlers, J. Niemeyer, T. Weimann, H. Wolf, V.A. Krupenin and S.V. Lotkhov, On the background charge noise in metallic single electron tunneling devices. // Phys. Rev. B. 53 (20), 13682 (1996).

36. L.S. Kuzmin, P. Delsing, T. Claeson, and K.K. Lilcharev, Single-electron charging effects in one-dimensional arrays of ultrasmall tunnel junctions. // Phys. Rev. Lett. 62 (21), 2539 (1989).

37. D. Song, A. Amar, C.J. Lobb and F.C. Wellstood, Advantages of superconducting coulomb-blockade electrometers. //

38. EE Trans. Appl. Supercond. 5, (2) 3085 (1995).

39. S. Machlup, Noise in semiconductors: spectrum of a two-parameter random signal. // J. Appl. Phys. 25 (3), 341 (1954).

40. C.T. Rogers, R.A. Buhrman, W.J. Gallagher, S.I. Raider, A.W. Kleinsasser, and R.L. Sandstrom, Electron trap states and low frequency noise in tunnel junctions. // IEEE Trans. Magn. 23 (2), 1658 (1987).

41. F.N. Hooge, 1/f noise sources. // IEEE Trans. Electron Devices 41 (11), 1926(1994).

42. J.M. Martinis, M. Nahum, and H.D. Jensen, Metrological accuracy of the electron pump. // Phys. Rev. Lett. 72 (6), 904 (1994).

43. J.P. Pekola, A.B. Zorin, and M.A. Paalanen, Control of single electron tunneling by surface acoustic waves. // Phys. Rev. В 50, 11255 (1994).

44. P.J. Hakonen, J.M. Ikonen, U. Parts, J.S. Penttila, L.R. Roschier, and M.A. Paalanen, Noise os single electron transistor on Si3N4 membrane. // J. Appl. Phys. 86 (5), 2684 (1999).

45. B.A. Крупенин, С.В. JIotxob, Д.Е. Преснов, Факторы нестабильности одноэлектронной памяти при низких температурах в структурах типа

46. Д.В. Аверин, Влияние температуры на одноэлектронные и блоховские колебания в туннельных переходах. // ФНТ, 13 (4), 364 (1987).

47. О.В. Лоунасмаа, Принципы и методы получения температур ниже 1К. // изд. "Мир", Москва, (1977), O.V. Lounasmaa, Experimental Principles and Methods Below IK. // Academic Press, London and New York, (1974).

48. V.A. Krupenin, S.V. Lotkhov, H. Scherer, T. Weimann, A.B. Zorin, F.-J. Ahlers, J. Niemeyer, H. Wolf, Charging and heating effects in a system of coupled single-electron tunneling devices. // Phys. Rev. B. 59 (16), 10778 (1998).

49. E.C. Солдатов, В.В. Ханин, А.С. Трифонов, С.П. Губин, В.В. Колесов, Д.Е. Преснов, Г.Б. Хомутов, С.А. Яковенко, Одноэлектронный транзистор на основе одиночной кластерной молекулы при комнатной температуре. // Письма в ЖЭТФ, 64 (7), 510 (1996).

50. W. Chen, Н. Ahmed, and К. Nakazato, Coulomb blockade at 77 К in nanoscale metallic islands in a lateral nanostructure. // Appl. Phys. Lett. 66, 3383 (1995).

51. T. Sato, H. Ahmed, D. Brown, and B.F.G. Johnson, Single electron transistor using a molecularly linked gold colloidal particle chain. // J. Appl. Phys. 82, 696 (1997).

52. S-B. Carlsson, T. Junno, L. Montelius, and L. Samuelson, Mechanical tuning of tunnel gaps for the assembly of single-electron transistors. // Appl. Phys. Lett, 75 (10), 1461 (1999).

53. A. Ohata, H. Niiyama, T. Shibata, K. Nakajima and A. Toriumi, Silicon-based single-electron-tunneling transistor operated at 4.2 K.//

54. Jpn. J. Appl. Phys. 34 (1/8), 4485 (1995).

55. R. Augke, W. Eberhardt, C. Single, F.E. Prins, D.A. Wharam, and D.P. Kern, Doped silicon single-electron transistors with single-island characteristics. // Appl. Phys. Lett, 76 (15), 2065 (2000).

56. L.P. Rokhinson, L.J. Guo, S.Y. Chou, and D.C. Tsui, Double-dot charge transport in Si single-electron/hole transistors. // Appl. Phys. Lett, 76 (12), 1591 (2000).

57. A. Nakajima, T. Futatsugi, K. Kosemura, T. Fukano, and N. Yokoyama, Room temperature operation of Si single-electron memory with self-aligned floating dot gate. // Appl. Phys. Lett, 70 (13), 1742 (1997).

58. Y. Nalcamura, D.L. Klein, J.S. Tsai, AI/AI2O3/AI single electron transistors operable up to 30 К utilizing anodization controled meniaturization enhancement. //Appl. Phys. Lett. 68 (2), 275 (1996).

59. K. Matsumoto, M. Ishii, K. Segawa, and Y. Oka, Room temperature operation of a single electron transistor made by the scanning tunneling microscope nanooxidation process for the TiOx/Ti system. //

60. Appl. Phys. Lett. 68 (1), 34 (1996).

61. K. Matsumoto, Y. Gotoh, T. Maeda, J.A. Dagata, J.S. Harris, Room temperature single-electron memory made by pulse-mode atomic force microscope nano oxidation process on atomicaly flat a-alumini substrate. // Appl. Phys. Lett. 76 (2), 239 (2000).

62. Y. Nakamura, C. Chen, J.S. Tsai, 100-K operation of Al-based single-electron transistors. // Jpn. J. Appl. Phys. 35 (2/11), 1465 (1996).

63. Yu.A. Pashkin, Y. Nakamura, J.S. Tsai, Room-temperature A1 single-electron transistor made by electron-beam lithography. // Appl. Phys. Lett. 76 (16), 2256 (2000).

64. J. Niemeyer and V. Kose, Observation of large dc supercurrents at nonzero voltages in josephson tunnel junctions. // Appl. Phys. Lett. 29 (6), 380, (1976); J. Niemeyer, PTB-Mitt 74, 251 (1974).

65. GJ. Dolan, Offset masks for lift-off photoprocessing. // Appl. Phys. Lett. 1 (31), 5 (1977).

66. G.J. Dolan and J.H. Dunsmuir, Very small (< 20 nm) lithographic wires, dots, rings, and tunnel junctions. // Physica B, 152, 7 (1988).

67. У. Моро, Микролитография. // M.: Мир, (1990).

68. V.A. Krupenin, S.V. Lotlchov, S.V. Vyshenski, Photo and electron-beam lithography sharing common stencil. // J. Vac. Sci. Technol. Bll (6), 2132 (1993).

69. A.M. Spealcman and C.J. Adlcins, Noise in grown aluminia tunnelling barriers. // J. Phys.: Condens. Matter 4, 8053 (1992).

70. A.B. Zorin, Thermocoax Cable as the Microwave Frequency Filter for Single Electron Circuits. // Rev. Sci. Instruments 66 (8), 4296 (1995).

71. J.M. Martinis, M. Nahum, Effect of environmental noise on the accuracy of Coulomb-blockade devices. // Phys. Rev. B. 48 (24), 18316 (1993).

72. D. Vion, et, al, Miniature electrical filters for single-electron devices. // J. Appl. Phys. 77, 2519 (1995).

73. Т.М. Eiles, G. Zimmerli, H.D. Jensen, and John M. Martinis, Thermal enhancement of cotunneling in ultra-small tunnel junctions.//

74. Phys. Rev. Lett. 69 (1), 148 (1992).

75. R.L. Kautz, G. Zimmerli, and John M. Martinis, Self-heating in the coulomb-blocade electrometr. // J. Appl. Phys. 73 (5), 2386 (1993).

76. А. ван дер Зил, Шумы при измерениях. // под ред. А. К. Нарышкина издательсьво "Мир", Москва, 56 (1979).

77. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц, Теоретическая Физика. т. 8: Электродинамика сплошных сред. // М: Наука, (1992).

78. R.J. Schoelkopf, P. Walgren, А.А. Kozhevnikov, P. Delsing, and

79. D.E. Prober, The radio-frequency single-electron transistor (RF-SET): A fast and ultrasensitive electrometer.//Science 280, 1238 (1998).

80. EE Trans. Magn. 21, 126 (1985).

81. K.K Likharev. Single-electron devices and their applications. // Proceedings of the IEEE, 87 (4), 606 (1999).

82. M. Kenyon, C.J. Lobb, and F.C. Wellstood, Temperature dependence of low-frequency noise in AI-AI2O3-AI single-electron transistors. //

83. J. Appl. Phys. 88 (11), 6536 (2000).

84. P. Delsing, One-dimensional arrays of small tunnel junctions. // in: Single Charge Tunneling, edited by H. Grabert and M.H. Devoret, NATO ASI Series В 294, Plenum, New York,, Chapter 7, 249 (1992).

85. M.W. Keller, J.M. Martinis and R.L. Kautz, Rare errors in a well-characterized electron pump: comparison of experiment and theory // Phys. Rev. Lett. 80 (20), 4530 (1998).

86. R.L. Kautz, M.W. Keller and J.M. Martinis, Noise-induced leakage and counting errors in the electron pump // Phys. Rev. B. 62 (23), 15888 (2000).

87. T. Weimann, H. Wolf, H. Scherer, J. Niemeyer, V.A. Krupenin, Metallic single electron devices fabricated using a multilayer technique. //

88. Appl. Phys. Lett. 71, 713 (1997).