Разрыв соединения - Break junction

А разрыв соединения представляет собой электронное устройство, которое состоит из двух металлических проводов, разделенных очень тонким зазором порядка межатомного расстояния (менее нанометр ). Это можно сделать, физически разорвав провода, химическим травлением или электромиграция.^[1] При обрыве провода расстояние между электродами можно косвенно контролировать, контролируя электрическое сопротивление соединения.

После того, как зазор сформирован, его ширину часто можно регулировать, изгибая подложку, на которой лежат металлические контакты. Зазор можно контролировать с точностью до пикометры.^[2]

Типичная зависимость проводимости от времени во время процесса отключения (проводимость - это просто ток, разделенный на приложенное напряжение смещения), показывает два режима. Во-первых, это режим, в котором разрывной переход включает квантовый точечный контакт. В этом режиме проводимость уменьшается скачками, равными квант проводимости ${displaystyle G_{Q}=2e^{2}/h}$ который выражается через заряд электрона (−е) и Постоянная Планка ${displaystyle h}$. Квант проводимости имеет значение 7,74 × 10⁻⁵ siemens, что соответствует увеличению сопротивления примерно на 12,9 кОм. Это ступенчатое уменьшение интерпретируется как результат уменьшения, когда электроды разводятся, количества металлических нитей шириной в один атом, соединяющих два электрода, причем каждая нить имеет проводимость, равную кванту проводимости. По мере вытягивания проволоки шейка становится тоньше, и в ней становится меньше атомных нитей. Каждый раз, когда шейка меняет конфигурацию, что происходит внезапно, можно наблюдать ступенчатое уменьшение проводимости. Эта картина, полученная в результате измерения тока, была подтверждена получением просвечивающего электронного микроскопа "на месте" процесса разрушения в сочетании с измерением тока.^[3][4]

Во втором режиме, когда провод растягивается дальше, проводимость коллапсирует до значений, меньших кванта проводимости. Это известно как режим туннелирования где электроны туннелируют через вакуум между электродами.

Использовать

Разрывные контакты используются для создания электрических контактов для изучения отдельных молекул.^[2][5][6]

Рекомендации

Примечания

1. «От молекулярной электроники к протеонике: разрывные контакты для обнаружения биомаркеров - IEEE Life Sciences». Lifesciences.ieee.org. 2009-04-11. Архивировано из оригинал на 2011-10-18. Получено 2011-11-29.
2. "Phys. Rev. Lett. 99, 026601 (2007): Настройка эффекта Кондо с механически управляемым разрывным переходом". Prl.aps.org. Архивировано из оригинал на 2013-02-23. Получено 2011-11-29.
3. Х. Охниши, Ю. Кондо и К. Такаянаги (1998). «Квантованная проводимость через отдельные ряды взвешенных атомов золота». Природа. 395 (6704): 780. Bibcode:1998Натура.395..780O. Дои:10.1038/27399. S2CID  4370395.
4. В. Родригес, Т. Фюрер и Д. Угарте (2000). «Сигнатура атомной структуры в квантовой проводимости золотых нанопроволок». Письма с физическими проверками. 85 (19): 4124–7. Bibcode:2000ПхРвЛ..85.4124Р. Дои:10.1103 / PhysRevLett.85.4124. PMID  11056640.
5. «Литографические механические разрывные контакты для измерения одиночных молекул в вакууме: возможности и ограничения». Iopscience.iop.org. Получено 2011-11-29.
6. "Phys. Rev. B 79, 081404 (2009): Исследование переноса заряда в разрывных переходах одиночных молекул с использованием неупругого туннелирования". Prb.aps.org. Архивировано из оригинал на 2012-07-13. Получено 2011-11-29.