Atlas of Point Contact Spectra of Electron-Phonon Interactions in Metals

ویژگی‌های کنتاکت‌های الکتریکی مدت‌هاست که توجه محققان را به خود جلب کرده است زیرا این کنتاکت‌ها در هر وسیله الکتریکی و الکترونیکی استفاده می‌شوند. مطالعات قبلی عموماً تماس‌های الکتریکی با ابعاد بزرگ را در نظر می‌گرفتند، دارای مناطقی با غلظت جریان با قطرهای بسیار بزرگتر از ابعاد مشخصه ماده: فاصله بین اتمی، میانگین مسیر آزاد برای الکترون‌ها، طول همدوسی در حالت ابررسانا و غیره. [110 ]. توسعه میکروالکترونیک وظیفه مطالعه ویژگی های تماس های الکتریکی با ابعاد بسیار کوچک را به دانشمندان و مهندسان ارائه کرد. ویژگی‌های کنتاکت‌های نقطه‌ای مانند پایداری مکانیکی تحت بارهای جریان پیوسته، بزرگی نوسانات الکتریکی، حساسیت ذاتی در دستگاه‌های رادیویی و ویژگی‌های غیرخطی در ارتباط با تابش الکترومغناطیسی را نمی‌توان بدون آگاهی از فرآیندهای فیزیکی که در آن اتفاق می‌افتد درک و تغییر داد. مخاطب. تا همین اواخر تصور می شد که رسانایی الکتریکی تماس هایی با رسانایی مستقیم (بدون تونل زنی یا موانع نیمه هادی) از قانون اهم تبعیت می کند. غیرخطی بودن مشخصات جریان-ولتاژ با گرمایش ژول فلز در ناحیه تماس توضیح داده شد. با این حال، مطالعات مربوط به ویژگی‌های جریان-ولتاژ کنتاکت‌های نقطه‌ای فلزی در دماهای پایین (هلیوم مایع) [142] نشان داد که اثرات گرمایش در بسیاری از موارد ناچیز بوده و ویژگی‌های غیرخطی تحت این شرایط به شکل احتمال وابسته به انرژی مشاهده شده است. پراکندگی الکترون های غیر کشسان، که توسط مکانیسم های مختلف القا می شود.

The characteristics of electrical contacts have long attracted the attention of researchers since these contacts are used in every electrical and electronic device. Earlier studies generally considered electrical contacts of large dimensions, having regions of current concentration with diameters substantially larger than the characteristic dimensions of the material: the interatomic distance, the mean free path for electrons, the coherence length in the superconducting state, etc. [110]. The development of microelectronics presented to scientists and engineers the task of studying the characteristics of electrical contacts with ultra-small dimensions. Characteristics of point contacts such as mechanical stability under continuous current loads, the magnitudes of electrical fluctuations, inherent sensitivity in radio devices and nonlinear characteristics in connection with electromagnetic radiation can not be understood and altered in the required way without knowledge of the physical processes occurring in contacts. Until recently it was thought that the electrical conductivity of contacts with direct conductance (without tunneling or semiconducting barriers) obeyed Ohm's law. Nonlinearities of the current-voltage characteristics were explained by joule heating of the metal in the region of the contact. However, studies of the current-voltage characteristics of metallic point contacts at low (liquid helium) temperatures [142] showed that heating effects were negligible in many cases and the nonlinear characteristics under these conditions were observed to take the form of the energy dependent probability of inelastic electron scattering, induced by various mechanisms.