Welke beschrijving van een verandering in de eigenschappen van MOSFET's bij lage temperatuur, waarmee rekening moet worden gehouden bij het ontwerp van cryo-CMOS-schakelingen die de besturingselektronica van qubits bij ongeveer 4 K laten werken, is juist?

Antwoord: A. De drempelspanning stijgt en de subthreshold swing daalt (de stroom schakelt steiler in), dus transistormodellen voor kamertemperatuur kunnen niet zonder meer worden gebruikt

Bij lage temperatuur neemt verstrooiing door roostertrillingen (fononen) af, waardoor de mobiliteit van de ladingdragers stijgt, en ook de lekstroom daalt sterk. Tegelijk stijgt de drempelspanning en daalt de subthreshold swing, maar die verzadigt bij een waarde die veel groter is dan de theoretische (k_B T/q) ln 10 (ongeveer 0,8 mV/dec bij 4 K). Er zijn ook andere effecten, zoals het uitvriezen van ladingdragers (freeze-out) en grotere spreiding tussen componenten, dus schakelingen worden ontworpen met modellen die opnieuw zijn opgesteld uit eigenschappen gemeten bij lage temperatuur. Ook het opgenomen vermogen moet binnen het koelvermogen van de trap van 4 K blijven (ruwweg 1 W).