Современная электроника №7/2023

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 18 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 7 / 2023 На каком - то из этапов перемычка раз - рушалась , и образовавшийся зазор перекрывался целевой молекулой из раствора ( рис . 7d). Подобные циклы повторялись многократно , и получен - ные результаты измерений объединя - лись в виде гистограмм проводимости . Результаты , полученные в одном из первых известных экспериментов подобного типа , проведённого в уни - верситете «Arizona State University», были опубликованы двадцать лет назад в журнале SCIENCE v 301, 2003 [16]. В этом эксперименте , структу - ра которого проиллюстрирована на рис . 8, подложка находилась в рас - творе , содержащем молекулы 4.4- бипи - ридина . При каждом описанном выше цикле измерялась проводимость зазо - ра между подложкой и наконечником . Здесь уместно отметить , что элек - трические контакты , расстояние меж - ду которыми сравнимо с длиной вол - ны электрона ( единицы нанометров ), получили название « квантовые точеч - ные контакты (quantum point contact – QPC)». Проводимость между QPC измеряется в единицах «Conductance quantum», обозначаемых символом G 0. Численно эта величина определяется через постоянную Планка (h) и заряд электрона (e), как : G 0 = 2e 2 /h. На рис . 8 А показана проводимость для случая , когда ток идёт через тон - кий мостик в золотой подложке , кото - рый фактически представляет собой нанопроволоку толщиной в едини - цы атомов ( рис . 7b). Здесь туннель - ный ток обусловлен только атома - ми золота ( жёлтые шарики ), что подтверждается видом зависимости проводимости от расстояния между « квантовыми точечными контактами (QPC). Эта ступенчатая кривая пол - ностью соответствует теоретической « лестнице » с квантованными порци - ями G 0 . Рисунок 8B иллюстрирует статистику событий , показанных на рис . 8 А . Эти гистограммы проводимости , постро - енные на результатах тысяч измере - ний , показывают на чётко выраженные пики , кратные « квантам проводимо - сти »: 1G 0 , 2G 0 и 3G 0 . На рис . 8C показан случай , когда в результате тысяч колебаний наконеч - ника STM золотой мостик разрушился , а место атомов золота заняли молеку - лы исследуемых растворов органики – 4.4- бипиридин ( рис . 7d). Поскольку 4.4- бипиридин – это гетероцикличе - ская молекула , которая имеет два атома азота на обоих концах , то сама молеку - ла может прочно связываться с золоты - ми электродами с образованием моле - кулярного соединения . Рис . 8. Структурная схема эксперимента CTM-BJ, проведённого в университете «Arizona State University» в 2003 году [16]: A – проводимость через тонкий мостик золотой подложки уменьшается кратно квантам проводимости G 0 о с увеличением расстояния между остриём STM и подложкой ; B – статистика событий , показанных на рис . 7 а , явно указывает на пики , кратные G 0 ; C – золотая перемычка разрушилась , а место атомов золота заняли молекулы раствора 4.4- бипиридина ; D – статистические пики , соответствующие проводящим туннелям из одной , двух и трёх молекул 4.4- бипиридина ; E – золотая перемычка разорвана , но контакты находятся на открытом воздухе , и между ними нет целевых органических молекул Проводимость Проводимость Отсчёты Отсчёты Отсчёты Проводимость Проводимость