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对单电子器件输运特性的理论研究的综述报告
单电子器件（Single-electrondevices，SED）是指无源电子器件中利用晶格定位电子的分子尺度和亚电子电荷量化效应设计而成的电子元件。其制造技术要求极高，具有小尺寸、低能耗和高速度等优点，同时也是量子信息科学中的重要研究领域之一。在SED输运特性研究方面，经典输运模型已经无法很好地描述其行为，QED、热力学、实验和计算模拟等方法都在该领域得到应用。
在SED的发展历史中，早期的研究主要集中在STQ（singletunnelingquantum）盒子上，此后的研究得到了长足的发展，如SET（singleelectrontransistor），SINIS（superconductor-insulator-normalmetal-insulator-superconductor）和SQUID（superconductingquantuminterferencedevice）等。其中，在SET研究中，在量子隧穿效应和库伦作用的双重影响下，可以实现非常精确的电荷操纵并在微小尺寸上实现高效集成，成为SED的研究重点之一。
SED研究中的主要问题是如何让单电子隧穿确切地进入微小尺寸电路，并控制电子的数量和位置。针对这个问题，现阶段的主要研究方法包括单电子隧穿现象、单量子点（singlequantumdots）等结构进行制造，尝试通过各种调控手段对单个电子的隧穿、耗尽和阻隔进行控制。此外，基于超导材料制造的SED在超导状态下可以对单个电子进行控制，实现能谱实验，也日益成为了SED研究不容忽视的方向之一。
在SED研究中，主要的电学性质包括电容、电导和电流噪声等。其中，电容是研究SED中电子数变化的重要指标。因为SED电容尺度非常小，可以用来研究单个电子输运的现象。而在SED中发生的量子隧穿现象使得电导产生奇妙的发挥，可以实现高速、低功耗的传输，同时也解释了其高噪声特征。在实验研究中，常用的方法有自激发电源噪声测量、滤波、分析峰峰值等手段，来简单直观地揭示SED噪声的统计特征和物理本质。
在SED输运特性的理论研究方面，最常用的方法是MQT（multiquantumtunneling）理论、极低温宏量统计物理和量子击穿等。MQT理论是用来研究SINIS结构的电阻随电压透射率变化规律的，可以描述电子通过障碍的概率。在极低温宏观统计物理和量子击穿理论方面，分别从集体行为和个体电子上的行为，对SED输运行为进行了详细研究。
总之，SED输运特性研究是一个复杂的课题，需要各种不同领域的知识和技术。当前SED的研究方向主要集中在量子计算、量子电路、量子通信和新型能源等领域，同时也有很多开放性问题等待着科学家的研究。