クーロンブロッケード
クーロンブロッケード効果を利用した素子の中で最も単純なものは、いわゆる単電子トランジスタである。これは自己容量の低い電極を介して二つのトンネル接合を直列に接続したもので、接合に挟まれた中央電極は島(導体島、クーロン島)と呼ばれる。さらにもう一つの電極(ゲート)を島と静電的に結合させ、これによって島の電位を調節する。
ソース電極から電子がトンネル可能なエネルギー準位が島内部に存在しない時には、接合は遮断状態にある(上図、赤の点)。 このとき、島内部で低エネルギーの準位は全て占有されている。
ゲート電極に正の電圧がかかると、島のエネルギー準位は下方にシフトする。 ソース電極内の電子(緑の点、1.)は島内にトンネルしてそれまで空だったエネルギー準位を占有することができるようになる(2.)。 電子はそのままドレイン電極にトンネルしていき(3.