Микроконтактная спектроскопия (МКС) (англ. point contact spectroscopy) — метод спектроскопии элементарных возбуждений в металлах с помощью точечных контактов, размер (диаметр) которых 
  
    
      
        d
      
    
    {\displaystyle d}
  
 меньше длины энергетической релаксации (пробега) электронов. Предложен в 1974 И. К. Янсоном в Физико-техническом институте низких температур НАН Украины (г. Харьков) при измерении вольт-амперных характеристик (ВАХ) туннельных переходов металл-диэлектрик-металл, содержащих металлические (короткие) микромостики в барьерном слое. Теория МКС была построена И. О. Куликом, А. Н. Омельянчуком и Р. И. Шехтером.
 Сопротивление контакта между чистыми металлами, 
  
    
      
        
          
            
              R
            
            
              S
              h
            
          
        
      
    
    {\displaystyle {{R}_{Sh}}}
  
, в пределе 
  
    
      
        d
        
          /
        
        
          l
        
        →
        0
      
    
    {\displaystyle d/{l}\to 0}
  
 (
  
    
      
        d
      
    
    {\displaystyle d}
  
 — диаметр контакта, 
  
    
      
        l
      
    
    {\displaystyle l}
  
 — (наименьшая) длина свободного пробега) описывается формулой Шарвина
 и не зависит от длины свободного пробега (
  
    
      
        n
      
    
    {\displaystyle n}
  
 — плотность электронов, 
  
    
      
        
          p
          
            F
          
        
      
    
    {\displaystyle p_{F}}
  
 — фермиевский импульс). Микроконтактная спектроскопия основана на изучении поправок к 
  
    
      
        
          R
          
            S
            h
          
        
      
    
    {\displaystyle R_{Sh}}
  
, обусловленных конечной величиной электрон-фононной длины свободного пробега 
  
    
      
        
          
            
              l
            
            
              e
              p
            
          
        
        
          (
          ε
          )
        
      
    
    {\displaystyle {{l}_{ep}}\left(\varepsilon \right)}
  
 и её зависимостью от избыточной энергии 
  
    
      
        ε
      
    
    {\displaystyle \varepsilon }
  
 электронов
 где 
  
    
      
        
          v
          
            F
          
        
      
    
    {\displaystyle v_{F}}
  
 — скорость электрона на поверхности Ферми, 
  
    
      
        T
      
    
    {\displaystyle T}
  
 — температура, 
  
    
      
        g
        
          (
          ω
          )
        
      
    
    {\displaystyle g\left(\omega \right)}
  
 — функция электрон-фононного взаимодействия (ЭФВ). Приближенное выражение для сопротивления контакта с учётом поправки, связанной с электрон-фононным рассеянием может быть записано в следующем виде (формула Векслера):
 где 
  
    
      
        I
      
    
    {\displaystyle I}
  
 — ток через контакт, 
  
    
      
        α
      
    
    {\displaystyle \alpha }
  
 — числовой коэффициент, 
  
    
      
        V
      
    
    {\displaystyle V}
  
 — напряжение, приложенное к контакту, 
  
    
      
        
          
            
              l
            
            
              a
              v
            
          
        
        
          (
          
            e
            V
          
          )
        
      
    
    {\displaystyle {{l}_{av}}\left(eV\right)}
  
 — усреднённая длина свободного пробега
 Первая производная тока по напряжению приближённо (при 
  
    
      
        d
        ≪
        
          
            
              l
            
            
              a
              v
            
          
        
      
    
    {\displaystyle d\ll {{l}_{av}}}
  
) равна:
 Таким образом, вторая производная ВАХ по напряжению пропорциональна спектральной функции ЭФВ:
 МКС обусловлена энергетической дупликацией неравновесных носителей заряда (электронов) в микроконтактах при низких температурах (
  
    
      
        
          
            
              k
            
            
              B
            
          
        
        T
        ≪
        e
        V
      
    
    {\displaystyle {{k}_{B}}T\ll eV}
  
) — явлением, которое заключается в образовании под действием электрического смещения 
  
    
      
        V
      
    
    {\displaystyle V}
  
 двух групп неравновесных носителей, движущихся через контакт в противоположных направлениях.  Максимальные энергии для каждой из групп отличаются на величину 
  
    
      
        e
        V
      
    
    {\displaystyle eV}
  
. Наблюдение и теоретическое объяснение этого явления было зарегистрировано, как открытие «Диплом № 328. Явление перераспределения энергии носителей заряда в металлических микроконтактах при низких температурах» (авторы Ю. В. Шарвин, И. К. Янсон, И. О. Кулик, А. Н. Омельянчук, Р. И. Шехтер) . Релаксация такого распределения приводит к нелинейной ВАХ, первая производная которой пропорциональна частоте неупругого рассеяния электронов, а вторая — микроконтактной функции взаимодействия электронов с другими квазичастицами с энергией (
  
    
      
        ℏ
        ω
        =
        e
        V
      
    
    {\displaystyle \hbar \omega =eV}
  
). 
 Зависимость тока от напряжения может быть вычислена с помощью решения кинетического уравнения Больцмана для квазиклассической функции распределения с граничным условием её равновесности вдали от контакта. Неупругое взаимодействие электронов с фононами (или другими квазичастицами) учитывается с помощью соответствующего интеграла столкновений. В рассматриваемом случае решение может быть получено с помощью теории возмущений по константе электрон-фононного взаимодействия. В нулевом приближении для баллистического контакта задача имеет точное решение, а сопротивление контакта равно сопротивлению Шарвина.
 В случае электрон-фононного взаимодействия при 
  
    
      
        T
        →
        0
      
    
    {\displaystyle T\to 0}
  
 и 
  
    
      
        d
        ≪
        
          
            
              l
            
            
              e
              p
            
          
        
      
    
    {\displaystyle d\ll {{l}_{ep}}}
  
 
 где 
  
    
      
        
          
            
              R
            
            
              −
              1
            
          
        
        =
        d
        I
        
          (
          V
          )
        
        
          /
        
        d
        V
      
    
    {\displaystyle {{R}^{-1}}=dI\left(V\right)/dV}
  
, 
  
    
      
        
          
            
              g
            
            
              p
              c
            
          
        
        
          (
          ω
          )
        
      
    
    {\displaystyle {{g}_{pc}}\left(\omega \right)}
  
 — микроконтактная функция ЭФВ. Последняя отличается от туннельной функции ЭФВ (функции Элиашберга) наличием весового множителя, учитывающий кинематику процессов рассеяния электронов в микроконтакте определённой формы. Микроконтактная функция ЭФВ имеет вид 
 
  
    
      
        
          
            
              g
            
            
              p
              c
            
          
        
        (
        ω
        )
        =
        
          
            1
            
              
                
                  (
                  
                    2
                    π
                    ℏ
                  
                  )
                
              
              
                3
              
            
          
        
        
          
            
              ∫
              
                
                  
                    
                      d
                    
                    
                      
                        
                          S
                        
                        
                          
                            
                              p
                              →
                            
                          
                        
                      
                    
                  
                  
                    
                      v
                    
                    
                      p
                    
                  
                
              
              ∫
              
                
                  
                    
                      d
                    
                    
                      
                        
                          S
                        
                        
                          
                            
                              
                                
                                  p
                                  →
                                
                              
                            
                            ′
                          
                        
                      
                    
                  
                  
                    
                      v
                    
                    
                      
                        
                          p
                        
                        ′
                      
                    
                  
                
              
              W
              (
              
                
                  
                    p
                    →
                  
                
              
              ,
              
                
                  
                    
                      p
                      →
                    
                  
                
                ′
              
              )
              δ
              (
              ω
              −
              
                
                  
                    ω
                  
                  
                    
                      
                        
                          p
                          →
                        
                      
                    
                    −
                    
                      
                        
                          
                            p
                            →
                          
                        
                      
                      ′
                    
                  
                
              
              )
              K
              (
              
                
                  
                    p
                    →
                  
                
              
              ,
              
                
                  
                    
                      p
                      →
                    
                  
                
                ′
              
              )
            
            
              ∫
              
                
                  
                    
                      d
                    
                    
                      
                        
                          S
                        
                        
                          
                            
                              p
                              →
                            
                          
                        
                      
                    
                  
                  
                    
                      v
                    
                    
                      p
                    
                  
                
              
            
          
        
        ,
      
    
    {\displaystyle {{g}_{pc}}(\omega )={\frac {1}{{\left(2\pi \hbar \right)}^{3}}}{\frac {\int {\frac {{\text{d}}{{S}_{\vec {p}}}}{{v}_{p}}}\int {\frac {{\text{d}}{{S}_{{\vec {p}}'}}}{{v}_{{p}'}}}W({\vec {p}},{\vec {p}}')\delta (\omega -{{\omega }_{{\vec {p}}-{\vec {p}}'}})K({\vec {p}},{\vec {p}}')}{\int {\frac {{\text{d}}{{S}_{\vec {p}}}}{{v}_{p}}}}},}
  

 где 
  
    
      
        W
        (
        
          
            p
            →
          
        
        ,
        
          
            
              p
              →
            
          
          ′
        
        )
      
    
    {\displaystyle W({\overrightarrow {p}},{\overrightarrow {p}}')}
  
 — квадрат модуля матричного элемента перехода электронов из состояния с импульсом 
  
    
      
        
          
            p
            →
          
        
      
    
    {\displaystyle {\overrightarrow {p}}}
  
 в состояние с импульсом 
  
    
      
        
          
            
              p
              →
            
          
          ′
        
      
    
    {\displaystyle {\overrightarrow {p}}'}
  
 при рассеянии на фононе с энергией 
  
    
      
        ℏ
        ω
      
    
    {\displaystyle \hbar \omega }
  
, 
  
    
      
        K
        (
        
          
            p
            →
          
        
        ,
        
          
            
              p
              →
            
          
          ′
        
        )
      
    
    {\displaystyle K({\overrightarrow {p}},{\overrightarrow {p}}')}
  
 — геометрический фактор Кулика, нормированный на среднее по углам значение. Интегрирование проводится по состояниям на Ферми поверхности, 
  
    
      
        
          
            
              d
              S
            
            
              
                
                  p
                  →
                
              
            
          
        
      
    
    {\displaystyle {{dS}_{\vec {p}}}}
  
 - элемент площади ферми-поверхности, 
  
    
      
        
          v
          
            p
          
        
      
    
    {\displaystyle v_{p}}
  
 - абсолютная величина скорости электрона с импульсом 
  
    
      
        
          
            p
            →
          
        
      
    
    {\displaystyle {\overrightarrow {p}}}
  
. Микроконтактная функция ЭФВ учитывает кинематику процессов рассеяния в контактах четко определённой геометрии, а также упругое рассеяние электронов на статических дефектах в приконтактных области. По аналогии с другими функция ЭФВ определяется интегральным параметром ЭФВ в микроконтакте λ
 
  
    
      
        λ
        =
        2
        
          ∫
          
            0
          
          
            ∞
          
        
        
          
            
              g
              (
              ω
              )
            
            ω
          
        
        
          
            d
          
        
        ω
      
    
    {\displaystyle \lambda =2\int _{0}^{\infty }{\frac {g(\omega )}{\omega }}{\rm {d}}\omega }
  
,
 который по порядку величины равен другим параметрам ЭФВ в данном металле. Выражение (1) имеет аналогичный вид и для взаимодействия электронов с магнонами, экситонами и другими квазичастицами. 
 Основной технической проблемой измерения микроконтактного спектра является создание ситуации, когда диаметр контакта достаточно мал, 
  
    
      
        d
        ≪
        
          
            
              l
            
            
              e
              p
            
          
        
      
    
    {\displaystyle d\ll {{l}_{ep}}}
  
. Как правило, для реализации этого неравенства необходима низкая температура (температура жидкого гелия) и контакты диаметром не более 10-100 Ǻ. Микроконтактные спектры имеют наибольшую интенсивность для баллистических контактов (между чистыми металлами). Распространёнными методами создания контактов для МКС являются: Получение микрозакороток в туннельном барьере между двумя металлами. Контакт типа «игла-наковальня», который создаётся двумя электродами, один из которых заточен в виде острия с радиусом кривизны порядка нескольких микрометров, а другой имеет плоскую поверхность. Прижимные контакты, образующиеся в месте соприкосновения двух электродов (например, в форме цилиндров или брусков, расположенных крест-накрест) при их сдвиге друг относительно друга.
 Микроконтактные спектры большинства металлов можно найти в атласах [3,5].
 Круг объектов, которые изучают методом МКС, содержит металлы, различные интерметаллические сплавы и соединения с переменной валентностью, системы с тяжелыми фермионами, Кондо-решётки и Кондо-примеси, низкоразмерные проводники, традиционные и высокотемпературные сверхпроводники и другие актуальные материалы.