Капля металла на полупроводнике — как остров в море. Электрон, чтобы попасть на этот остров, должен заплатить «пошлину»: преодолеть барьер, который возникает из-за того, что остров крошечный, и каждый лишний заряд сильно меняет его энергию. Это явление называют кулоновской блокадой. Оно лежит в основе одноэлектронных транзисторов, где ток течёт по одному электрону.

Учёные изучили островки индия на чёрном фосфоре с помощью сканирующего туннельного микроскопа — прибора, который ощупывает поверхность иглой на расстоянии меньше нанометра. Они увидели, что барьер для электрона не одинаков по всему островку: в разных точках он сдвинут по напряжению и по-разному искривлён. Сравнив с расчётами, исследователи поняли: причина в том, что у островка и подложки разная «работа выхода» — энергия, нужная электрону, чтобы вырваться из материала. Из-за этого электрическое поле вокруг островка несимметрично.

Значит, для точной настройки будущих одноэлектронных устройств нужно учитывать не только размер островков, но и то, как они сочетаются с подложкой. Иначе прибор будет работать непредсказуемо — как турникет, который иногда срабатывает, а иногда нет.