为了形象地解释什么是库仑阻塞现象(Coulomb blockade)，不妨首先考虑一种假想情况． 如果有一金属微粒与其周围外界在电学上是绝缘的， 只有在特定的条件下电子才可能从外面隧穿进入该金属微粒．

术语简介

英文名称：

Coulomb blockade effects

当金属微粒的尺寸足够小时它与周围外界之间的电容C可小到10^-16 F的量级．在这种条件下每当单个电子从外面隧穿进入金属散粒时(有时也称它为孤立的库仑岛)， 它给库仑岛附加的充电能 e^2/C( e为电子电荷)可以远远大于低温下的热运动能量kT(k为玻耳兹曼常数，T是绝对温度)．这样就会出现一种十分有趣的现象：一旦某个电子隧穿进入了金属微粒，它将阻止随后的第二个电子再进入同一金属微粒． 因为这样的过程将导致系统总能的增加，所以是不允许发生的过程． 这就是库仑阻塞现象． 很显然，只有等待某个电子离开库仑岛以后，岛外的另一个电子才有可能再进入． 这样利用库仑阻塞效应就有可能使电子逐个隧穿进出库仑岛，实现单电子隧穿过程． 库仑阻塞概念的提出最早可以追溯到1951年． Gorter等人为了解释颗粒状金属电阻随温度下降所表现出来的反常增加行为，假想材料中每个金属微粒与其周围的微粒在电学上是绝缘的，相互之间存在着隧穿势垒． 他们认为直接利用前面提到的库仑阻塞的简单概念，可以解释电阻反常增加的行为． 在提出库仑阻塞概念的36年以后，也即直到1987年，才在由两个微型金属隧穿结串联组成的系统上直接观察到电导的库仑阻塞振荡．