隨著CMOS組件關(guān)鍵尺寸的微縮，一些非理想性的因素也隨之出現(xiàn)，例如高密度所造成的高功率消耗、短信道所造成的高電場(chǎng)及薄氧化層所造成的漏電流等。為克服持續(xù)微縮所面臨的難題，研究人員提出在奈米尺度下，運(yùn)用其特別的量子效應(yīng)所發(fā)展的新式組件，其中單電子晶體管(Single Electron Transistor；SET)就在這個(gè)情況下開(kāi)始發(fā)展。

    單電子晶體管主要是利用庫(kù)倫阻斷(Coulomb Blockade)及穿隧(Tunneling)等量子效應(yīng)來(lái)操作，與現(xiàn)有傳統(tǒng)的CMOS組件相較之下具有許多優(yōu)秀的特性，被歐洲的信息協(xié)會(huì)科技(Information Society Technologies；IST)選為新興的奈米組件之一而可見(jiàn)其重要性。另外，State University of New York的K. K. Likharev自1988年建立理論基礎(chǔ)以來(lái)投入單電子晶體管研究的人力日漸增多，所以其應(yīng)用潛力也日漸增加。

    雖然單電子組件其技術(shù)成長(zhǎng)緩慢，生命周期尚屬于萌芽期階段，但其未來(lái)應(yīng)用潛力高，先進(jìn)廠商、研究機(jī)構(gòu)及學(xué)術(shù)界紛紛投入研發(fā)工作。單電子組件未來(lái)的應(yīng)用，可能用于內(nèi)存、量子邏輯及傳感器等。

1. 內(nèi)存
    最具實(shí)用性的應(yīng)用是將庫(kù)倫阻斷及穿隧效應(yīng)運(yùn)用于內(nèi)存方面，利用庫(kù)倫阻斷的低漏電及穿隧的低電壓(Low Voltage)與高可靠度(High Reliability)可以改良現(xiàn)有DRAM與Flash的性能，例如Hitachi、IBM、Toshiba及Micron等都在從事這方面的研究。Hitachi是集中在DRAM的研究，而IBM則朝向Flash方面；其中Hitachi甚至已做出128MB DRAM的原型(Prototype)，此DRAM的持續(xù)記憶力為一般DRAM的100倍，雖然仍有些問(wèn)題待解決，但是這已經(jīng)可以看出單電子晶體管有很大的應(yīng)用層面。

2. 量子邏輯
    相較于傳統(tǒng)邏輯電路與內(nèi)存的應(yīng)用，量子邏輯算是比較新的研究，它是直接利用庫(kù)倫阻斷及穿隧效應(yīng)，因此在概念與電路設(shè)計(jì)上和一般CMOS的電路有很大的不同。
目前較受矚目的有Notre Dame大學(xué)發(fā)展的量子胞自動(dòng)開(kāi)關(guān)(Quantum Cellular Automata；QCA)與Delft大學(xué)正在研究的細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Cellular Neural Network；CNN)，這兩個(gè)電路最主要的特色就是設(shè)計(jì)時(shí)不用內(nèi)連接(Inter-Connection)，一個(gè)單位細(xì)胞(Unit Cell)只和相鄰的單位細(xì)胞連接，免除了CMOS因內(nèi)連接所產(chǎn)生的延遲。

3. 傳感器
    除了上面的應(yīng)用之外，由于單電子晶體管可以計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)所通過(guò)的電子數(shù)，所以也可以用來(lái)制定電流與電容標(biāo)準(zhǔn)，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局(NIST)也有從事這方面的研究。另外，單電子晶體管的高靈敏度也很適合做傳感器使用，例如低電流量測(cè)儀器。

（資料來(lái)源：ITIS）