Измерение вольт-амперных характеристик туннельного контакта вольфрам - серебро

Нами было изучено влияние параметров туннельной системы на вид BAX на примере модельной системы острие (вольфрам) - образец (серебро) при долговременном использовании зонда CTM. На рис.

Рис. 70. Кривые BAX серии измерений контакта вольфрам - серебро.

В отличие от измерений образца острие (вольфрам) - образец (золото) анализ статистики измерений показывает, что при U = ±0,5 В кривые BAX четко не разделяются, в связи с чем уменьшение силы тока (по абсолютному значению)

мы определяем при U = 0,8 В от значения, фиксируемого при начале измерений, что составляет 2,8 раза для положительной ветви.

Все это также позволяет сделать вывод об изменении электронной структуры острия при частичном массопереносе с образца на острие. Как уже отмечалось, в наиболее общем случае форма туннельного барьера зависит от работ выхода из материалов образца и острия, приложенного напряжения, расстояния между электродами, а также от учета потенциала сил зеркального изображения, изменяющего не только сами значения туннельного тока, но и форму кривых [241].

При этом анализ BAX показывает существование «запрещенной зоны» только у образцов серебра (это говорит о наличии оксидной плёнки на поверхности), ширина которой составляет порядка 1 эВ [245]. В каком-то смысле наличие оксидной пленки на поверхности серебра аналогично напылению слоя полимера.

Форма туннельного барьера и ее изменение от приложенного напряжения оказывает существенное влияние на получаемые в CTM данные. Для анализа экспериментальных данных необходим детальный учет прозрачности туннельного барьера. Причем нами ранее в работах [211,241] установлено, что эффект термического расширения острия оказывает существенное влияние на форму вольт-амперных характеристик системы даже при малых по сравнению с работой выхода напряжениях смещения.

Изменение длины острия происходит в основном за счет термического расширения. Причем вклад энергии Джоуля - Ленца пренебрежимо мал в сравнении с вкладом энергии Ноттингама. Тепловое расширение острия может достигать величин, сравнимых с шириной туннельного промежутка, и возможно возникновение лавинообразного процесса теплового расширения острия,

приводящего к возникновению контакта между острием зонда и поверхностью образца, что подтверждается данными компьютерного моделирования [10]. Определенным доказательством развиваемой нами теории могут служить экспериментальные результаты исследований [168] для системы вольфрам - золото. Расчеты [168] также подтверждают возможность лавинообразного увеличения тока, приводящего к образованию электрического контакта между острием зонда и поверхностью образца. При этом изменение температуры вершины острия остается невелико.

Рис. 71. BAX туннельного контакта системы вольфрам - серебро на слюде.

На рис. 71 приведены усредненные результаты измерений ВАХ. Анализ BAX показывает существование «запрещенной зоны», которая свидетельствует о наличии оксидной плёнки на поверхности серебра, ширина которой составляет порядка 0,5 эВ.

3.7.