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壓痕試驗(indentation)是廣泛用來測試材料機械性質的簡單方法，而且此技術已經被推廣到尺度日益縮小的領域。雖然電腦模擬能顯示進行壓痕測試時，材料中的原子如何重新排列，但要取得奈米尺度下的壓痕實驗數據以確認模擬結果，依然是一巨大挑戰。最近，加拿大研究人員建立了一套原子級壓痕試驗系統，能用來探討金屬之間的奈米級接觸，此研究成果將有助於設計更佳的奈米開關。
加拿大麥吉爾(McGill)大學的William Paul等人結合場離子顯微鏡及掃描探針顯微鏡，打造出上述壓痕試驗系統。他們藉此系統探討了尖銳的鎢探針壓印在單晶金的平整表面時，對於奈米吸附作用(nanoadhesion)和電導性的影響。
當鎢探針與金表面首次接觸時，兩者之間有相當大的吸附力，須施以大量的機械能，才能將它們分離。而在分離過程中，一些金原子會附著於鎢探針上，因此改變了鎢探針的表面組成。研究人員驚訝地發現，在經歷數十次的重覆測試後，要分離這兩種材料變得簡單許多(約略6倍左右)。研究人員認為，吸附原子(adatom)的表面擴散(surface diffusion)現象有助於材料的分離。事實上，此類現象也曾見於其他研究中，像是對於摩擦的探討。
在此麥吉爾團隊的實驗中，當金原子附著於鎢探針表面時，該金屬奈米接點的導電性會劇烈下降，達數個數量級之譜。導電性的顯著降低起因於不同晶體間介面數目的增加，導致電子在交界處間來回反射，而非迅速穿過。
該研究團隊認為，此實驗成果可能有助於設計未來更為可靠的奈米開關，例如開關時不會有黏著現象產生，並可維持良好的導電性。詳見Nanotechnology 24, 475704 (2013)。 |