ブレークジャンクション

ブレークジャンクションは、原子間隔（ナノメートル未満）程度の非常に細いギャップで分離された2本の金属ワイヤで構成される電子デバイスです。これは、ワイヤを物理的に引き離すか、化学エッチングまたはエレクトロマイグレーションによって行うことができます。^[1] ワイヤが破断すると、接合部の電気抵抗を監視することで、電極間の分離を間接的に制御できます。

ギャップが形成された後、その幅は金属接点が配置されている基板を曲げることによって制御されることが多い。ギャップはピコメートルの精度で制御できる。^[2]

破壊プロセス中の典型的なコンダクタンス対時間トレース（コンダクタンスは単に電流を印加電圧バイアスで割ったものである）は、2つの領域を示している。1つ目は、破壊接合が量子点接触で構成されている領域である。この領域では、コンダクタンスは、電子電荷（− e）とプランク定数で表されるコンダクタンス量子 に等しいステップで減少する。コンダクタンス量子の値は${\displaystyle G_{Q}=2e^{2}/h}$ ${\displaystyle h}$7.74 × 10 ⁻⁵ジーメンスで、抵抗が約 12.9 kΩ 増加します。これらの段階的な減少は、電極が引き離されるにつれて、2 つの電極間を橋渡しする単一原子幅の金属ストランドの数が減少する結果であると解釈されます。各ストランドのコンダクタンスはコンダクタンスの量子に等しいです。ワイヤが引っ張られると、ネック部分は細くなり、原子ストランドの数が少なくなります。ネック部分が再構成されるたびに (突然発生します)、コンダクタンスが段階的に減少するのが見られます。電流測定から推測されるこの図は、電流測定と組み合わせた破壊プロセスの「その場」TEM 画像によって確認されています。^{[3] [4]}

2 番目のモードでは、ワイヤがさらに引き離されると、伝導率は伝導率の量子よりも低い値に低下します。これは、電子が電極間の真空をトンネルする トンネルモードとして知られています。

ブレークジャンクションは、単一分子を研究するために電気的接触を作るために使用されます。^{[2] [5] [6]}