庫侖阻塞效應是一種物理現象,主要描述在納米尺度下,電子在通過小型體系(如金屬或半導體粒子)時的傳輸行為。當體系的尺寸減小到納米級別時,其電容變得非常小,通常在10^-16法拉(F)的量級。在這種情況下,每個額外的電子進入這個體系都會引起系統能量的顯著增加,這種現象稱為庫侖阻塞。
具體來說,當一個電子隧穿進入體系時,它會阻止後續電子的進入,直到某個電子離開體系。這是因為額外的電子會增加系統的總能量,從而形成一個勢壘阻止進一步的電子傳輸。這種現象允許電子逐個隧穿進出體系,實現單電子的傳輸。
庫侖阻塞效應在20世紀80年代被廣泛研究和認識,它是介觀物理學中的一個重要發現。它不僅對基礎物理研究有著重要意義,還在納米電子學和單電子電晶體等套用中有著潛在的套用價值。