Radio Frequency Reflectometry of Single-Electron Box Arrays for Nanoscale Voltage Sensing Applications
Notice bibliographique
Résumé
Single-electron tunneling transistors (SETs) and boxes (SEBs) exploit the phenomenon of Coulomb blockade to achieve unprecedented charge sensitivities. Single-electron boxes, however, despite their simplicity compared to SETs, have rarely been used for practical applications. The main reason for that is that unlike a SET where the gate voltage controls conductance between the source and the drain, an SEB is a two terminal device that requires either an integrated SET amplifier or high-frequency probing of its complex admittance by means of radio frequency reflectometry (RFR). The signal to noise ratio (SNR) for a SEB is small, due to its much lower admittance compared to a SET and thus matching networks are required for efficient coupling ofSEBs to an RFR setup. To boost the signal strength by a factor of N (due to a random offset charge) SEBs can be connected in parallel to form arrays sharing common gates and sources. The smaller the size of the SEB, the larger the charging energy of a SEB enabling higher operation temperature, and using devices with a small footprint (<0.01 µm2), a large number of devices (>1000) can be assembled into an array occupying just a few square microns. We show that it is possible to design SEB arrays that may compete with an SET in terms of sensitivity. In this, we tested SETs using RF reflectometry in a configuration with no DC through path (“DC-decoupled SET” or DCD SET) along with SEBs connected to the same matching network. The experiment shows that the lack of a path for a DC current makes SEBs and DCD SETs highly electrostatic discharge (ESD) tolerant, a very desirable feature for applications. We perform a detailed analysis of experimental data on SEB arrays of various sizes and compare it with simulations to devise several ways for practical applications of SEB arrays and DCD SETs.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».