量子线简介

    在二维系统的基础上进一步减小它的维数，就会得到量子线( quantumWlres)。在二维系统中，由于精细的横向限制，原来平面内分布的自由电子在某一方向（如x方向）形成量子线。若在x，y两个方向都加以限制，则能形成量子点，也就是人造“原子”，它有类似原子的分立的能级谱。

   Aharonov - Bohm(A- B)相干仪是典型的量子线器件。在平行二维电子气的面上布置纳米尺度的线，在外加电场作用下，可以产生一维特性的量子线。量子线中的电流一电压关系曲线如图5-9所示。该图表明在几十开尔文温度下，长度为100 nm的一维GaAs相干仪中电流的调制。在实验中，这种量子线电流的最大值为2.1μA，对于单模式量子器件已是很大了，换算成电流密度为106A/cm2，比隧穿二极管的高一个量级。这种器件开关的阀值电压也是很低的。假设总电路电容为飞法(1 fF =1×10-15F)，可计算出其固有开关时间为3 ps(1 ps =1×10-12s）。量子线器件的另一个优点是高的跨导。这些特性说明，电子在纳米线或量子线中传输是不遵从欧姆定律的，它有显著的非线性现象。

    图5-9    量子线的I-V特性