Разрыв соединения

Разрывной переход — это электронное устройство, состоящее из двух металлических проводов, разделенных очень тонким зазором, порядка межатомного расстояния (менее нанометра ). Это можно сделать путем физического разъединения проводов или путем химического травления или электромиграции . ^[1] Когда провод разрывается, разделение между электродами можно косвенно контролировать, контролируя электрическое сопротивление перехода.

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

Типичная зависимость проводимости от времени в процессе разрыва (проводимость — это просто ток, деленный на приложенное напряжение смещения) показывает два режима. Первый — это режим, в котором разрывной контакт включает квантовый точечный контакт . В этом режиме проводимость уменьшается с шагом, равным кванту проводимости , который выражается через заряд электрона (− e ) и постоянную Планка . Квант проводимости имеет значение${\displaystyle G_{Q}=2e^{2}/ч}$ ${\displaystyle ч}$7,74 × 10−5 сименс, что соответствует увеличению сопротивления примерно на 12,9 кОм. Эти ступенчатые уменьшения интерпретируются как результат уменьшения, по мере того как электроды раздвигаются, числа металлических нитей шириной в один атом, соединяющих два электрода, причем каждая нить имеет проводимость, равную кванту ^{проводимости} . По мере того как провод вытягивается, шейка становится тоньше с меньшим количеством атомных нитей в ней. Каждый раз, когда шейка перестраивается, что происходит резко, можно наблюдать ступенчатое уменьшение проводимости. Эта картина, выведенная из измерения тока, была подтверждена «in-situ» TEM-визуализацией процесса разрыва в сочетании с измерением тока. ^{[3] [4]}

Во втором режиме, когда провод раздвигается дальше, проводимость падает до значений, меньших кванта проводимости. Это известно как туннельный режим , когда электроны туннелируют через вакуум между электродами.

Разрывные соединения используются для создания электрических контактов при изучении отдельных молекул. ^{[2] [5] [6]}