Введение

Разрывной узел – это электронное устройство, состоящее из двух металлических проводов, разделенных очень тонким зазором, порядка межатомного расстояния (менее нанометра). Это может быть достигнуто физическим разведением проводов или посредством химического травления или электромиграции. По мере разрыва провода разделение между электродами может быть косвенно контролироваться путем мониторинга электрического сопротивления узла. После формирования зазора его ширину часто можно контролировать, изгибая подложку, на которой расположены металлические контакты. Зазор можно контролировать с точностью до пикометра. Типическая зависимость проводимости от времени в процессе разрыва (проводность – это просто ток, деленный на приложенное напряжение) демонстрирует два режима. Первый – режим, в котором разрывной узел представляет собой квантовый точечный контакт. В этом режиме проводимость уменьшается ступенями, равными кванту проводимости, который выражается через заряд электрона (−e) и постоянную Планка. Квант проводимости имеет значение 7,74×10−5 сименс, что соответствует увеличению сопротивления примерно на 12,9 кОм. Эти ступенчатые уменьшения интерпретируются как результат уменьшения числа металлических нитей шириной в один атом, соединяющих два электрода по мере их разведения, каждая нить имеет проводимость, равную кванту проводимости. По мере растяжения провода перешеек становится тоньше, и в нем остается меньше атомных нитей. Каждый раз, когда перешеек перестраивается, что происходит скачкообразно, наблюдается ступенчатое уменьшение проводимости. Эта картина, полученная на основе измерений тока, была подтверждена "in situ" TEM-визуализацией процесса разрыва в сочетании с измерениями тока. Во втором режиме, когда провод растягивается еще больше, проводимость падает до значений, меньших кванту проводимости. Это называется туннельным режимом, при котором электроны туннелируют через вакуум между электродами.

Использование

Разрывные переходы используются для создания электрических контактов для изучения отдельных молекул.