導電性基板／絶縁体／金属微粒子／真空／走査型プローブ構造からなる二重トンネル接合において、金属微粒子に対して接合を介して電子一個のトンネル現象に起因した電子の出し入れを行った際に、金属微粒子に対する充電エネルギーの変化が、温度揺らぎkBT（T:絶対温度、kB：ボルツマン定数）に比べて無視できない場合には、電子1個がトンネルすることによって金属微粒子上の電子数が変化した際にエネルギー的にロスするようなトンネルは禁止されます。
この現象がクーロンブロッケード（クーロン閉塞）であり、単一電子トンネル現象の基本原理です。
したがって、このような二重トンネル接合に外部から電圧を加えて電流−電圧特性を測定すると、量子化した電子数に対応した階段状のトンネル電流―電圧特性が観察されることが知られています。
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