ナノコンタクトの量子伝導と非線形性の研究

纳米接触中的量子传导和非线性研究

• 批准号: 03J52361
• 负责人: 吉田 誠
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J52361/
• 关键词: TEM-STM; 非線形性電流-電圧特性; 同時計測; 三次関数; 熱膨張; 電極間距離間距離変化; 熱伝導方程式; ナノコンタクト、ナノワイヤー; 電流-電圧特性; 非線形性; 超高真空透過型電子顕微鏡; 同時観察; コンタクト形状変化; 電極間距離変化; 電流依存; ナノコンタクト; 貴金属; コンダクタンス非線形性; ドルーデモデル

本研究は、走査型トンネル顕微鏡組込み式透過型電子顕微鏡(TEM-STM)を用い、金ナノコンタクト形状とコンダクタンスの同時観察を行った。これにより、量子化コンダクタンスを確かめ、金属ナノコンタクトが示す非線形性電流-電圧(I-V)特性の原因を解明した。昨年度の研究では、ナノコンタクトのくびれ部分が1nm程度と短いコンタクト(ポイントコンタクト)は、電圧、電流増加に伴いコンタクト幅が増加し、非線形性I-V特性が現れることを明らかにした。今年度の研究では、ナノコンタクト幅の変化を引き起こす原因解明について調べた。その結果、ナノコンタクトに印加する電圧が増加すると電力(=電圧×電流)に比例して電極間距離が近づく現象をTEM観察により明らかにした。この近づきにより、短いナノコンタクトではコンタクト部分の断面積が増加し、三次関数的な非線形性電流-電圧特性が現れることを明らかにした。さらに、この電極間距離変化は、電極の熱膨張により現れることを明らかにした。ナノコンタクト周辺の電極部で熱が発生し、電極が熱膨張するという仮定から、熱伝導方程式を解き電極間距離変化が電力量に比例する結果を理論的に説明した。また、熱膨張の検証実験では階段状に印加電圧を変化させることで、電圧変化に対する電流、電極間距離変化量の時間依存性をTEM観察した。その結果、電極間距離の近づく量は時間経過と共に指数関数的に減少し、ある一定値に飽和する結果を見出した。熱伝導方程式から得た式をこの実験結果にFittingすると、ナノコンタクト-電極の接触部周辺(〜0.1mm)で熱が発生し、温度が0.01[K]程度上昇することが明らかになった。このとき、熱は電極のマクロ領域(〜6mm)まで伝導し、電極の熱膨張を考慮することで、電極間距離が約0.5nm近づくと説明した。このように、本研究は電極の熱膨張効果による電極間距離の近づきが非線形性I-V特性の原因であることを明らかにした。本研究で明らかになった熱膨張効果は、近年注目を浴びている単分子伝導計測やナノ材料の電気計測に対する課題を提示したものであり、ナノ領域の研究における重要な研究結果である。

In this study, walk-through microphones, transmission electron microscopes (TEM-STM), and metal sensors are used. The shapes and shapes are monitored at the same time. The reason for the non-shaped current-electricity (Imurv) characteristics can be explained by the analysis of the causes of the non-shaped current-electricity (ImurV) characteristics, such as the quantization, the quantization, the accuracy, the accuracy, the accuracy and the accuracy. In the last year of the study, some of the 1nm levels are short-term transmission (short-term transmission), electricity, electricity and electricity. In this year's study, we will start to explain the reasons for the study. The results show that the proportion of the thermal power (= electricity × current) is very close to that of the TEM. In the near future, there is an increase in the number of non-shaped current-electric characteristics in the section of the temperature field, which is very active, and the characteristics of the non-shaped current-electricity characteristics are very sensitive. The price of electricity and electricity is higher than that of electricity and electricity, and the power supply is higher than that of electricity. This is not necessary for the department of electrical engineering, the department of electronics, the department of electronics, the department of electronics, The transmission and expansion devices are segmented into India and India, and the electrodes are time-dependent and time-dependent from each other in TEM. The results of the test, the reduction of the total number of variables between the cathode and the proximity of the battery, the number of errors, and the results of the test results show significant differences. The results of the equation show that the temperature of the Fitting contact unit (~ 0.1mm) is very sensitive to the temperature of 0.01 [K]. Lead in the field of 6mm, lead in the field of electrical engineering, test in the field of electrical expansion, make sure that the 0.5nm is in the vicinity of the battery. In this study, the results of this study show that the reasons for the characteristics of non-linear Imura V in the near future are obvious. In this study, we have reviewed the results of this study, and in recent years, we have paid close attention to the molecular guidance on the development of materials and materials. In this study, we have reviewed the results of important research in the field of engineering.

项目成果

Non-linear Current-Voltages Curves of Noble Metal Quantum Point Contacts

贵金属量子点接触的非线性电流电压曲线

• 发表时间: 2005
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics 44
• 作者: Makoto Yoshida et al.