|
@@ -39,6 +39,7 @@
|
|
\newcommand{\commentC}[1]{ {\color{green} #1}} % AB - Alexey Bolshakov
|
|
\newcommand{\commentC}[1]{ {\color{green} #1}} % AB - Alexey Bolshakov
|
|
\newcommand{\commentD}[1]{ {\color{magenta} #1}} % DP - Dmitry Permyakov
|
|
\newcommand{\commentD}[1]{ {\color{magenta} #1}} % DP - Dmitry Permyakov
|
|
\newcommand{\KL}[1]{ {\color{orange} #1}} % KL - Konstantin Ladutenko
|
|
\newcommand{\KL}[1]{ {\color{orange} #1}} % KL - Konstantin Ladutenko
|
|
|
|
+\newcommand{\commentA}[1]{ {\color{brown} #1}} % Anton Samusev
|
|
% \newcolumntype{P}[1]{>{\centering\arraybackslash}p{#1}}
|
|
% \newcolumntype{P}[1]{>{\centering\arraybackslash}p{#1}}
|
|
% \newcolumntype{M}[1]{>{\centering\arraybackslash}m{#1}}
|
|
% \newcolumntype{M}[1]{>{\centering\arraybackslash}m{#1}}
|
|
|
|
|
|
@@ -61,13 +62,12 @@
|
|
% author(s) ( + e-mail)
|
|
% author(s) ( + e-mail)
|
|
\author{%
|
|
\author{%
|
|
В.\,А.\,Школдин$^{a, b}$ \thanks{e-mail: shkoldin@spbau.ru},
|
|
В.\,А.\,Школдин$^{a, b}$ \thanks{e-mail: shkoldin@spbau.ru},
|
|
- Д.\,В.\,Пермяков$^{b}$ \thanks{e-mail: d.permyakov@metalab.ifmo.ru},
|
|
|
|
- К.\,С.\, Ладутенко$^{b}$,
|
|
|
|
- М.\,В.\,Жуков$^{b,c}$,
|
|
|
|
- А.\,А.\,Васильев$^{a}$,
|
|
|
|
- Т.\,А.\,Мамаева$^{d}$,
|
|
|
|
- А.\,О.\,Голубок$^{b,c}$,
|
|
|
|
- А.\,В.\,Усков$^{b,e}$,
|
|
|
|
|
|
+ Д.\,В.\,Пермяков$^{a}$ \thanks{e-mail: d.permyakov@metalab.ifmo.ru},
|
|
|
|
+ К.\,С.\, Ладутенко$^{a}$,
|
|
|
|
+ М.\,В.\,Жуков$^{a,c}$,
|
|
|
|
+ А.\,А.\,Васильев$^{b}$,
|
|
|
|
+ А.\,О.\,Голубок$^{a,c}$,
|
|
|
|
+ А.\,В.\,Усков$^{a,d}$,
|
|
А.\,Д.\,Большаков$^{a}$,
|
|
А.\,Д.\,Большаков$^{a}$,
|
|
А.\,А.\, Богданов$^{b}$,
|
|
А.\,А.\, Богданов$^{b}$,
|
|
A.\, Bouhelier$^{f}$
|
|
A.\, Bouhelier$^{f}$
|
|
@@ -84,12 +84,11 @@
|
|
|
|
|
|
%%% author's address(es)
|
|
%%% author's address(es)
|
|
\address{%
|
|
\address{%
|
|
-$^a$ Санкт-Петербургский Академический университет РАН, 194021, Санкт-Петербург, Россия\\
|
|
|
|
-$^b$ Университет ИТМО, 199034, Санкт-Петербург, Россия\\
|
|
|
|
|
|
+$^a$ Университет ИТМО, 199034, Санкт-Петербург, Россия\\
|
|
|
|
+$^b$ Санкт-Петербургский Академический университет РАН, 194021, Санкт-Петербург, Россия\\
|
|
$^c$ Институт аналитического приборостроения РАН, 198095, Санкт-Петербург, Россия\\
|
|
$^c$ Институт аналитического приборостроения РАН, 198095, Санкт-Петербург, Россия\\
|
|
-$^d$ Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, 195251, Санкт-Петербург\\
|
|
|
|
-$^e$ Физический институт им.~П.Н. Лебедева РАН, 119991, Москва, Россия\\
|
|
|
|
-$^f$ Université Bourgogne Franche-Comté
|
|
|
|
|
|
+$^d$ Физический институт им.~П.Н. Лебедева РАН, 119991, Москва, Россия\\
|
|
|
|
+$^e$ Université Bourgogne Franche-Comté
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
|
|
%%% dates of submition & resubmition (if submitted once, second argument is *)
|
|
%%% dates of submition & resubmition (if submitted once, second argument is *)
|
|
@@ -210,8 +209,8 @@ $^f$ Université Bourgogne Franche-Comté
|
|
СТМ и тонкой золотой пленкой, нанесенной на поверхность стеклянной
|
|
СТМ и тонкой золотой пленкой, нанесенной на поверхность стеклянной
|
|
подложки. Зонд изготавливался из вольфрамовой проволоки диаметром
|
|
подложки. Зонд изготавливался из вольфрамовой проволоки диаметром
|
|
150~мкм методом электрохимического травления в растворе гидроксида
|
|
150~мкм методом электрохимического травления в растворе гидроксида
|
|
-калия, после чего на него термически напылялся слой золота c толщиной
|
|
|
|
-порядка 30~нм и подслоем хрома для усиления адгезии. Острота зондов
|
|
|
|
|
|
+калия, после чего на него термически напылялся слой золота толщиной
|
|
|
|
+$\sim$30~нм c подслоем хрома для усиления адгезии. Острота зондов
|
|
диагностировалось методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), и
|
|
диагностировалось методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), и
|
|
радиус закругления составлял около 100~нм.
|
|
радиус закругления составлял около 100~нм.
|
|
|
|
|
|
@@ -257,7 +256,7 @@ NA=0.95). Для регистрации излучения использова
|
|
говоря, спектр излучения фотонов зависит от многих параметров,
|
|
говоря, спектр излучения фотонов зависит от многих параметров,
|
|
например, используемых материалов берегов туннельного контакта и
|
|
например, используемых материалов берегов туннельного контакта и
|
|
приложенного напряжения смещения~\cite{berndt1991inelastic}. Наиболее
|
|
приложенного напряжения смещения~\cite{berndt1991inelastic}. Наиболее
|
|
-вероятным является одночастичный процесс, в котором энергия фотона
|
|
|
|
|
|
+вероятным является одночастичный \KL{неупругий(? Есть ли оценка для доли упругого туннелирования?)} процесс, в котором энергия фотона
|
|
ограничена напряжением смещения $\hbar\nu_o = |eV|$, где $\nu_o$ -
|
|
ограничена напряжением смещения $\hbar\nu_o = |eV|$, где $\nu_o$ -
|
|
частота отсечки~\cite{lambe1976light}. Соответственно, для эмиссии
|
|
частота отсечки~\cite{lambe1976light}. Соответственно, для эмиссии
|
|
фотонов в видимом диапазоне к контактам необходимо приложить
|
|
фотонов в видимом диапазоне к контактам необходимо приложить
|
|
@@ -296,23 +295,23 @@ NA=0.95). Для регистрации излучения использова
|
|
отрицательно влияет на стабильность туннельного
|
|
отрицательно влияет на стабильность туннельного
|
|
контакта~\cite{rogez2016mechanism}.
|
|
контакта~\cite{rogez2016mechanism}.
|
|
|
|
|
|
-Стабильность тока туннельного контакта поддерживается следящей
|
|
|
|
|
|
+Стабильность \KL{общего} тока \KL{\sout{туннельного контакта}} поддерживается следящей
|
|
системой с отрицательной обратной связью (ОС). Следящая система
|
|
системой с отрицательной обратной связью (ОС). Следящая система
|
|
микроскопа управляет сканером по оси Z, поддерживая расстояние между
|
|
микроскопа управляет сканером по оси Z, поддерживая расстояние между
|
|
-зондом и поверхностью образца таким образом, чтобы величина
|
|
|
|
-туннельного тока была постоянной. По характеру работы СТМ с ОС на
|
|
|
|
|
|
+зондом и поверхностью образца таким образом, чтобы величина \KL{\sout{
|
|
|
|
+туннельного} общего} тока была постоянной. По характеру работы СТМ с ОС на
|
|
воздухе при высоких напряжениях смещения, можно выделить три режима
|
|
воздухе при высоких напряжениях смещения, можно выделить три режима
|
|
-работы СТМ~\cite{rogez2016mechanism}: режим "стабильного тока", "не
|
|
|
|
-стабильного тока", при котором наблюдаются редкие всплески туннельного
|
|
|
|
-тока, и режим "насыщения", в котором ОС возбуждена. В последнем
|
|
|
|
|
|
+работы СТМ~\cite{rogez2016mechanism}: режим <<стабильного тока>>, режим <<не
|
|
|
|
+стабильного тока>>, при котором наблюдаются редкие всплески туннельного
|
|
|
|
+тока, и режим <<насыщения>>, в котором ОС возбуждена. В последнем
|
|
режиме, сканер быстро подводит образец к зонду, возникает большой
|
|
режиме, сканер быстро подводит образец к зонду, возникает большой
|
|
-туннельный ток, и ОС сразу же разрывает контакт. Таким образом,
|
|
|
|
|
|
+\KL{\sout{туннельный}} ток, \KL{протекающий через зонд}, и ОС сразу же разрывает контакт. Таким образом,
|
|
возникают осцилляции в относительном положении между зондом и
|
|
возникают осцилляции в относительном положении между зондом и
|
|
-образцом, и как следствие, осцилляции туннельного тока при постоянном
|
|
|
|
|
|
+образцом, и как следствие, осцилляции \KL{\sout{туннельного} общего} тока при постоянном
|
|
значении интегрального тока между образцом и зондом. Именно в режиме
|
|
значении интегрального тока между образцом и зондом. Именно в режиме
|
|
"насыщения" наблюдается максимальная эффективность эмиссии
|
|
"насыщения" наблюдается максимальная эффективность эмиссии
|
|
фотонов~\cite{rogez2016mechanism}. В наших экспериментах значение
|
|
фотонов~\cite{rogez2016mechanism}. В наших экспериментах значение
|
|
-интегрального тока составляло 165 нА, при приложенном напряжении
|
|
|
|
|
|
+интегрального тока составляло 165~нА, при приложенном напряжении
|
|
смещения 2,2~В.
|
|
смещения 2,2~В.
|
|
|
|
|
|
Предварительно поверхность каждого образца исследовалась методами
|
|
Предварительно поверхность каждого образца исследовалась методами
|
|
@@ -568,20 +567,19 @@ FDTD расчёт потока энергии вёлся в ближнем по
|
|
|
|
|
|
Особенно интересно сравнивать между собой образцы №3 и №5. Они
|
|
Особенно интересно сравнивать между собой образцы №3 и №5. Они
|
|
обладают очень похожей средней толщиной золотого покрытия, а из
|
|
обладают очень похожей средней толщиной золотого покрытия, а из
|
|
-приведённых параметров больше всего отличается диаметер зёрен золота,
|
|
|
|
|
|
+приведённых параметров больше всего отличается диаметр зёрен золота,
|
|
чуть более чем в два раза. В тоже время, интенсивность излучения
|
|
чуть более чем в два раза. В тоже время, интенсивность излучения
|
|
-отличается $\sim$37 раз. Ещё интереснее сравнивать излучшение образца
|
|
|
|
-№5 и образа из кристаллического золота. Последний по сути является
|
|
|
|
-единым зерном золота (в масштабах тунельного зазора) бесконечного
|
|
|
|
-размера и нулевой шероховатости. Но эффект излучечния
|
|
|
|
|
|
+отличается в $\sim$37 раз. Таким образом, для объяснения столь существенного изменения интенсивности вероятно требуется привлечение каких-то эффектов, экспоненциальным образом зависящих от параметров образов.
|
|
|
|
+
|
|
|
|
+
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
|
|
-\KL{По разговору с Антоном: туннельнй ток ограничен током короткого
|
|
|
|
- замыкания, который в свою очердь пропорционален площади
|
|
|
|
- контакта. Уменшение размера зерён увеличивает общую протяжённость
|
|
|
|
- границы, т.е. уменьшает площать контакта. Но это, вероятно, линейный
|
|
|
|
|
|
+\KL{По разговору с Антоном: туннельный ток ограничен током короткого
|
|
|
|
+ замыкания, который в свою очередь пропорционален площади
|
|
|
|
+ контакта. Уменьшение размера зёрен увеличивает общую протяжённость
|
|
|
|
+ границы, т.е. уменьшает площадь контакта. Но это, вероятно, линейный
|
|
эффект и не столь важно. А вот увеличение шероховатости также
|
|
эффект и не столь важно. А вот увеличение шероховатости также
|
|
уменьшает площадь контакта, но это уже значительно серьезнее. Дело в
|
|
уменьшает площадь контакта, но это уже значительно серьезнее. Дело в
|
|
том что после того, как зонд воткнулся в частицу, общая площадь
|
|
том что после того, как зонд воткнулся в частицу, общая площадь
|