?
КВАНТОВЫЕ РАЗМЕРНЫЕ ЭФФЕКТЫ В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ НАНОСТРУКТУРАХ
При достижении геометрических размеров некоего объекта определенных характерных
масштабов начинают проявляться явления, связанные с пониженной размерностью систе-
мы. Современные нанотехнологические методы позволяют воспроизводимо изготовлять
твердотельные структуры суб-100 нм размеров, где уже могут давать ощутимый вклад
различные квантовые размерные эффекты. В данной работе использовался метод взрывной
электроннолучевой литографии и направленного вакуумного напыления для изготовления
металлических нанопроводов из висмута (полуметалл) и титана (сверхпроводник). Далее
физическим травлением в направленной плазме аргона сечение нанопроводов последова-
тельно уменьшалось. Между актами травления измерялись электрические свойства струк-
тур при низких температурах, позволяющие проследить развитие соответствующих кван-
товых размерных эффектов. В висмутовых наноструктурах с уменьшением их поперечных
размеров были обнаружены осцилляции сопротивления и резкое его увеличение при до-
стижении суб-70 нм масштабов. Эффект может быть интерпретирован как квантовый раз-
мерный эффект, связанный с квантованием энергетического спектра электронов проводи-
мости. В сверхпроводящих системах с уменьшением сечения нанопровода заметно увели-
чивалась ширина сверхпроводящего перехода. В самых тонких образцах конечное сопро-
тивление наблюдалось при температурах, существенно меньших, чем критическая темпе-
ратура материала. Феномен может быть также объяснен некоей разновидностью квантово-
го размерного эффекта для квазиодномерного сверхпроводника – эффектом квантового
проскальзывания фазы. Оба явления находятся в хорошем согласии с существующими
модельными представлениями. Наличие квантовых размерных эффектов накладывает фун-
даментальные ограничения на использование наноэлектронных элементов сверхмалых
размеров.