Przerwa węzłowa

Złącze przerywane to urządzenie elektroniczne, które składa się z dwóch metalowych drutów oddzielonych bardzo cienką szczeliną, rzędu odstępu międzyatomowego (mniejszego niż nanometr ) . Można to zrobić poprzez fizyczne rozciągnięcie drutów, wytrawianie chemiczne lub elektromigrację . Gdy drut pęka, odległość między elektrodami można pośrednio kontrolować, monitorując rezystancję elektryczną złącza.

Po utworzeniu szczeliny jej szerokość często można kontrolować, wyginając podłoże, na którym leżą metalowe styki. Szczelina może być kontrolowana z dokładnością do pikometrów .

Typowy przebieg przewodnictwa w funkcji czasu podczas procesu wyłączania (przewodnictwo to po prostu prąd podzielony przez przyłożone napięcie polaryzacji) pokazuje dwa reżimy. Pierwszym z nich jest reżim, w którym złącze przerwane zawiera kwantowy kontakt punktowy . W tym reżimie przewodnictwo maleje w krokach równych kwantowi $e$ , ładunek elektronu - ) i Plancka ${\ displaystyle h}$ . Kwant przewodności ma wartość 7,74 × 10-5 ^siemensów , co odpowiada wzrostowi rezystancji o około 12,9 kΩ. Te stopniowe spadki są interpretowane jako wynik zmniejszania się, gdy elektrody są rozsuwane, liczby metalowych pasm o szerokości jednego atomu łączących dwie elektrody, z których każdy ma przewodnictwo równe kwantowi przewodnictwa. Gdy drut jest ciągnięty, szyja staje się cieńsza i zawiera mniej atomowych nici. Za każdym razem, gdy szyja gwałtownie się rekonfiguruje, można zaobserwować skokowy spadek przewodnictwa. Ten obraz wywnioskowany z bieżącego pomiaru został potwierdzony przez obrazowanie TEM „in-situ” procesu łamania połączone z pomiarem prądu.

W drugim reżimie, gdy drut jest bardziej rozciągnięty, przewodnictwo spada do wartości mniejszych niż kwant przewodnictwa. Jest to znane jako reżim tunelowania , w którym elektrony tunelują przez próżnię między elektrodami.

Używać

Połączenia przerywane służą do tworzenia styków elektrycznych w celu badania pojedynczych cząsteczek.