[发明专利]高密度共振隧穿

权利要求书

1.一种用于分子分析的系统，包括：

流体通道，所述流体通道被配置为接收包括至少一个分子的样品，其中所述流体通道包括第一电极和第二电极，其中所述第一电极与所述第二电极由一间隙分开，所述间隙的尺寸允许所述样品通过所述间隙；

电子源，所述电子源被配置为发射具有中心动能和动能分布的电子，所述动能分布具有不大于1电子伏特(eV)的半峰全宽(FWHM)，其中所述电子源电耦合至所述第一电极；

电流传感器，所述电流传感器电耦合至所述第二电极并被配置为检测从所述第一电极到所述第二电极的电流；以及

控制器，所述控制器耦合至所述电子源和所述电流传感器，其中所述控制器被配置为：

(i)在所述样品流过所述间隙时，引导所述电子源将所述电子发射到所述第一电极和所述间隙，以及

(ii)使用所述电流传感器检测从所述第一电极流向所述第二电极的电流，其中当所述至少一个分子通过所述间隙时，电流从所述第一电极流到所述第二电极并被所述电流传感器检测，指示所述至少一个分子的存在。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述电子源包括热电子源和/或量子隧穿滤波器结构。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述量子隧穿滤波器结构包括量子阱。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述量子隧穿滤波器结构包括第一金属薄膜、电介质薄膜和第二金属薄膜。

5.根据权利要求2所述的系统，其中所述量子隧穿滤波器结构包括双量子阱。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述量子隧穿滤波器结构包括第一金属薄膜、第一电介质薄膜、第二金属薄膜、第二电介质薄膜和第三金属薄膜。

7.根据权利要求2所述的系统，其中所述量子隧穿滤波器结构包括多量子阱。

8.根据权利要求2所述的系统，其中所述量子隧穿滤波器结构包括三重量子阱。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述量子隧穿滤波器结构包括第一金属薄膜、第一电介质薄膜、第二金属薄膜、第二电介质薄膜、第三金属薄膜、第三电介质薄膜，以及第四金属薄膜。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器被配置为将所述第一电极偏置第一电势，并且将所述第二电极偏置第二电势。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述第一电势和所述第二电势确定所述发射的电子的所述中心动能。

12.根据权利要求4所述的系统，其中所述第一金属薄膜和第二金属薄膜包括选自铂、金、银、铜、氮化钛和硅化钴的材料，并且所述电介质薄膜包括选自氧化硅(SiO_x)、氧化铝(Al_xO_y)、氮化硅(Si₃N₄)和氟化钙(CaF)的材料。

13.根据权利要求1所述的系统，其中所述电子以动能分布发射，所述动能分布具有不大于0.1eV的半峰全宽(FWHM)。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述电子以动能分布发射，所述动能分布具有不大于0.05eV的FWHM。

15.根据权利要求14所述的系统，其中所述电子以动能分布发射，所述动能分布具有不大于0.01eV的FWHM。

16.根据权利要求15所述的系统，其中所述电子以动能分布发射，所述动能分布具有不大于0.005eV的FWHM。