库仑阻塞

在介观物理学中，库仑阻塞（英语：Coulomb blockade，CB）效应以物理学家查尔斯·库仑的电子电荷库仑力命名，是指至少包含一个低电容隧道结(Tunnel junction)的小型电子元件在小偏置电压下电导的降低。 由于库仑阻塞效应，装置的电导在低偏置电压下可能不是恒定的，但在偏置电压低于某个阈值（即没有电流流动）时消失。

电子隧道穿过势垒的示意图（类似能带图 Band diagram）

库仑阻塞可以透过制作非常小的装置（例如量子点）来观察。 当装置足够小时，装置内部的电子将产生强烈的库仑斥力，阻止其他电子流动。 因此，该装置将不再遵循欧姆定律，库仑阻塞的电流-电压关系看起来像一个楼梯。

尽管库仑阻塞可以用来证明电荷的量子化，但它仍然是一种经典力学效应，其主要描述不需要量子力学。然而，当涉及少量电子并施加外部静磁场时，库仑阻塞为自旋阻塞（如泡利自旋阻塞 Pauli spin blockade）和谷阻塞(valley blockade, 谷电子学)提供了基础，其中包括分别由于自旋和轨道相互作用而产生电子之间的量子力学效应。

该装置可以包括金属电极或超导电极。 如果电极是超导的，则库柏对（电荷为负两个基本电荷$-2e$）会承载电流。 在电极是金属的或常导的情况下，即既不是超导的也不是半导的，电子（带电荷$-e$）携带电流。

单电子晶体管

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单电子晶体管的示意图。.

从左到右：单电子晶体管阻断状态（上部分）和传输状态（下部分）的源极(Source)、岛极、和汲极(Drain)的能阶。

带铌引线和铝岛的单电子晶体管。

可以观察到库仑封锁效应的最简单的装置是所谓的单电子晶体管。 它由称为汲极(Drain)和源极(Source)的两个电极组成，透过隧道结连接到一个具有低自电容的公共电极（称为库仑岛 Island）。 该岛的电位可以透过第三个电极（称为栅极 Gate）来调节，该第三电极与该岛电容耦合。

库仑阻塞温度计

典型的库仑阻塞温度计 (CBT) 由金属库仑岛阵列制成，透过薄绝缘层相互连接。 库仑岛之间形成隧道结，当施加电压时，电子可以隧道穿过该结。 隧道速率和电导根据库仑岛的充电能量以及系统的热能而变化。

离子库仑阻塞

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离子库仑阻塞（ICB）是库仑阻塞（CB）的一个特例，出现在带电离子经由亚奈米人工奈米孔或生物离子通道的电扩散传输。离子库仑阻塞与量子点中的电子库仑阻塞（ECB）对应物广泛相似， 但呈现出一些由电荷载子的可能不同价z（渗透离子与电子）和传输引擎的不同来源（经典电扩散与量子隧道）定义的一些特定特征。