Вариации электрического потенциала металлической наночастицы на диэлектрике
Российский научный фонд, 24-22-20014
Анкудинов А.В.
1, Власов А.С.1, Дунаевский М.С.1, Аксенов В.Ю.1, Илькив И.В.2, Малевская А.В.1, Родин В.Д.1, Щенин А.С.1, Минтаиров А.М.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
2Санкт-Петербургский государственный университет
Email: alexander.ankudinov@mail.ioffe.ru, alex.ank@mail.ru, amalevskaya@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 5 ноября 2025 г.
В окончательной редакции: 2 декабря 2025 г.
Принята к печати: 8 декабря 2025 г.
Выставление онлайн: 19 января 2026 г.
Используя сканирующую Кельвин-зонд микроскопию в комнатных условиях, исследованы мерцания сигнала поверхностного потенциала над одиночными, 20-70 нанометровыми, Au-частицами в микроотверстиях перфорированного Au-контакта плоского конденсатора со структурой GaIn-pSi-SiO_2-Au. Обнаружено, что амплитуда мерцаний растет с уменьшением размера частицы, а также расстояния зонд-образец. Проанализирована связь мерцаний с тепловыми флуктуациями потенциала частицы и другими возможными источниками. Калибровка сигнала поверхностного потенциала на наноразмерном источнике мерцаний потенциала позволяла выявлять в экспериментальных данных отклик на элементарные скачки заряда. Ключевые слова: cканирующая зондовая микроскопия, металлические наночастицы, элементарный электрический заряд, тепловой шум.
- Р. Милликен. Электроны (+ и -), протоны, фотоны, нейтроны и космические лучи (М.-Л., Гос. объединен. науч.-техн. изд-во НКТП СССР, 1939) гл. 5, с. 72
- Я.Б. Зельдович. УФН, 89, 647 (1966)
- В.Б. Брагинский. Физические эксперименты с пробными телами (М., Наука, 1970) гл. 2, c. 76
- M. Nonnenmacher, M.P. O'Boyle, H.K. Wickramasinghe. Appl. Phys. Lett., 58, 2921 (1991)
- H.O. Jacobs, H.F. Knapp, A. Stemmer. Rev. Sci. Instrum., 70, 1756 (1999)
- A. Tekiel, Y. Miyahara, J.M. Topple, P. Grutter. ACS Nano, 7, 4683 (2013)
- Y. Zhang, O. Pluchery, L. Caillard, A.-F. Lamic-Humblot, S. Casale, Y.J. Chabal, M. Salmeron. Nano Lett., 15, 51 (2015)
- Y. Abbas, M. Rezeq, A. Nayfeh, I. Saadat. Appl. Phys. Lett., 119, 162103 (2021)
- B. Chatelain, A.E. Barraj, C. Badie, L. Santinacci, C. Barth. New J. Phys., 23, 123009 (2021)
- D.V. Averin, K.K. Likharev. J. Low Temp. Phys., 62, 345 (1986)
- G. Zimmerli, T.M. Eiles, R.L. Kautz, J.M. Martinis. Appl. Phys. Lett., 61, 237 (1992)
- S.M. Verbrugh, M.L. Benhamadi, E.H. Visscher, J.E. Mooij. J. Appl. Phys., 78, 2830 (1995)
- V.A. Krupenin, D.E. Presnov, M.N. Savvateev, H. Scherer, A.B. Zorin, J. Niemeyer. J. Appl. Phys., 84, 3212 (1998)
- К.С. Ладутенко, А.В. Анкудинов, В.П. Евтихиев. Письма ЖТФ, 36, 71 (2010)
- А. Зоммерфельд. Электродинамика (М., Изд-во иностр. лит., 1958) гл. 2, с. 103
- Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Электродинамика сплошных сред (М., Физматлит, 2005) гл. 1, c. 24
- В. Смайт. Электростатика и Электродинамика (М., Изд-во ностр. лит. 1954) гл. 5, с. 208
- Д.В. Сивухин. Электричество (М., Физматлит, Изд-во МФТИ, 2004) гл. 1, с. 86
- Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Статистическая физика (М., Наука, 1976) ч. 1, гл. 12, c. 363
- U. Zerweck, C. Loppacher, T. Otto, S. Grafstrom, L.M. Eng. Phys. Rev. B, 71, 125424 (2005)
- J. Colchero, A. Gil, A.M. Baro. Phys. Rev. B, 64, 245403 (2001)
- A. Gil, J. Colchero, J. Gomez-Herrero, A.M. Baro. Nanotechnology, 14, 332 (2003)
- Д. Мак-Доналд. Введение в физику шумов и флуктуаций (М., Мир, 1964) гл. 1, с. 27
- Р. Бургер, Р. Донован. Основы технологии кремниевых интегральных схем (М., Мир, 1969) т. 1, ч. 1, гл. 3, с. 116
- J.K. Srivastava, M. Prasad, J.B. Wagner, jr. J. Electrochem. Soc., 132, 955 (1985)
- G.H. Buh, H.J. Chung, Y. Kuk. Appl. Phys. Lett., 79, 2010 (1999)
- M.S. Dunaevskiy, P.A. Alekseev, P. Girard, E. Lahderanta, A. Lashkul, A.N. Titkov. J. Appl. Phys., 110, 8 (2011)
© 2026 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук