Эффект Джозефсона

Эффекты Джозефсона. В 1962 г. Б. Джозефсоном были предсказаны эффекты так называемой слабой сверхпроводимости, получившее название эффектов Джозефсона. Различают стационарный и нестационарный эффекты Джозефсона. [c.265]

Это нестационарный эффект Джозефсона. Эффекты Джозефсона не только подтверждены экспериментально, но и положены в основу чрезвычайно точного метода измерения напряжения. Б настоящее время созданы основанные на этих эффектах параметрические преобразователи частоты, болометры и другие приборы. [c.265]

В эффектах Джозефсона мы непосредственно сталкиваемся с важнейшим свойством сверхпроводника — согласованным, когерентным поведением его электронов. Электроны двух сверхпроводников с помощью слабой связи (слоя изолятора) объединились в единый квантовый коллектив. [c.265]

Понимание явления сверхпроводимости на микроскопическом уровне привело к тому, что в настоящее время сверхпроводники из экзотических объектов физических исследований превратились в практически используемые материалы. На их основе изготовляют сверхпроводящие магниты, позволяющие получать поля до бХ Х10 А/м, кабели, по которым можно передавать без потерь большие потоки энергии. Все больший интерес вызывают сверхпроводники у специалистов, работающих в области микроэлектроники. Здесь наибольшее внимание уделяется созданию приборов, основанных на эффектах Джозефсона. Интенсивно ведутся работы по использованию сверхпроводников для создания логических элементов и элементов памяти ЭВМ. [c.271]

Эффекты Джозефсона. В 1962 г. Б. Джозефсон теоретически предсказал существование двух явлений, получивших наименование эффектов Джозефсона. Им было теоретически доказано, что [c.376]

Нестационарный эффект Джозефсона объясняется биениями, возникающими при интерференции взаимно когерентных волн с близкими частотами. [c.377]

При прохождении контакта, на который наложена разность потенциалов и, энергия куперовской пары изменяется на 2еС/ и, следовательно, на другой стороне контакта происходит интерференция двух взаимно когерентных волн, частоты которых отличаются на Асо = 2eU/H. При интерференции возникают биения амплитуды суммарной волны с частотой Асо, которые означают, что через контакт протекает переменный ток. Таким образом, через контакт, находящийся под напряжением U, протекает переменный сверхпроводящий ток частоты Аш = 2eU/fj. В этом состоит нестационарный эффект Джозефсона. Заметим, что напряжению U = 1 мкВ соответствует частота v = Асо/(2я) = = 483,6 МГц. [c.377]

Квантовые интерферометры. В строгой теории эффекта Джозефсона показывается, что сила тока, идущего через контакт, определяется формулой [c.378]

Теоретический анализ этих требований привел английского физика Ч Д. Джозефсона в 1962 г. к предсказанию двух интересных явлений, получивших название эффектов Джозефсона. В настоящее время эти эффекты не только подтверждены экспериментально, но и используются в практических целях, в частности, в микроэлектронике. [c.203]

Рассмотрим кратко суть эффектов Джозефсона. Подсоединим к куску сверхпроводника источник напряжения, амперметр А и вольтметр V (рис. 7.18, а). При замыкании цепи в сверхпроводнике возникает ток /, регистрируемый амперметром. Так как сопротивление сверхпроводника равно нулю, то напряжение на его концах также будет равно нулю. Теперь разрежем сверхпроводник на два куска и проложим между ними диэлектрическую прослойку толщиной d 1 нм, т. е. сделаем в сверхпроводнике узкую поперечную щель. [c.203]

Через сверхпроводник по-прежнему протекает постоянный ток и разность потенциалов на его концах равна нулю. Иначе говоря, ток может течь без сопротивления не только через сверхпроводник, но и через щель в нем, если она достаточно узкая (рис. 7.18, б). Это явление называют стационарным эффектом Джозефсона. [c.204]

При наличии постоянной разности потенциалов У на концах сверхпроводника со щелью из щели излучается высокочастотная электромагнитная энергия (рис. 7.18, в). Иначе говоря, в этом случае в цепи течет не только постоянный, но и высокочастотный переменный ток. Это явление называют нестационарным эффектом Джозефсона. [c.204]

Эффекты Джозефсона обусловлены туннелированием электронных пар из одного куска сверхпроводника в другой через узкую щель, разделяющую эти куски. Как следует из теории, направление и сила туннельного тока определяются следующим соотношением [c.204]

Кроме эффектов Джозефсона, в измерительной технике нашли применение н другие свойства сверхпроводников. Это прежде всего сверхпроводящие гальванометры с чрезвычайно низким внутренним сопротивлением и, следовательно, с очень высокой чувствительностью по напряжению [c.208]

Подробнее об эффекте Джозефсона см. 7.6. [c.12]

Квантовые М. основаны на квантовых эффектах и явлениях, возникающих при взаимодействии микрочастиц с магн. полем ядерном магнитном резонансе (ЯМР), электронном, парамагнитном резонансе (ЭПР), Зеемана эффекте, Джозефсона эффекте (см. / вантовый магнитометр, Сквид). [c.700]

Государственный первичный эталон ампера состоит из аппаратуры, выполненной на основе квантовых эффектов Джозефсона и квантования магнитного потока (эффект Холла), включая меру напряжения, меру электрического сопротивления, сверхпроводящий компаратор тока и регулируемые источники тока (ГОСТ 8.027-89, ГОСТ 8.022-91). [c.38]

Метод воспроизведения с использованием постоянных свойств веществ или физических констант (эталонные методы воспроизведения метра - в длинах световых волн единиц времени и частоты - на основе звездных наблюдений ЭДС - с помощью эффекта Джозефсона и т. д.). [c.109]

В сверхпроводниках возможно протекание тока без падения напряжения через туннельный контакт, образованный двумя сверхпроводниками, которые разделены тонким слоем (масштаба нанометров) диэлектрика (стационарный эффект Джозефсона), либо протекание тока, сопровож-заемое при превышении некоторой критической его величины генерацией электромагнитного излучения с частотой, которая определяется разностью потенциалов на контакте (нестационарный эффект Джозефсона). [c.587]

Использование эффекта Джозефсона [c.23]

Стационарный эффект Джозефсона. Постоянный ток сверхпроводимости, не превышающий некоторой величины Jg, может протекать через слой оксида, не создавая на нем никакого падения напряжения. [c.23]

Нестационарный эффект Джозефсона. Если к элементу приложено постоянное напряжение смещения то ток электронных пар [c.23]

ИЗВОДИТЬ ТО же измерение с точностью, на порядок большей. Здесь существенную роль сыграло открытие нового эффекта, теоретически предсказанного английским физиком Б. Джозефсоном в 1962 г. и затем доказанного экспериментально. Сущность эффекта Джозефсона состоит в том, что если приложить напряжение и к двум сверхпроводникам, между которыми существует неплотный контакт (например, пленка окисла толщиной около 10-3 то через этот контакт идет сверхпроводящий переменный ток, частота которого V определяется формулой [c.231]

В настоящее время в НПО ВНИИМ им. Д. И. Менделеева осуществляется цикл работ по созданию новой систе.мы взаимоувязанных естественных эталонов, основанных на применении фундаментальных физических констант и макроскопических квантовых эффектов (эталон вольта, основанный на эффекте Джозефсона, эталон Ома с использованием эффекта квантования сопротивления Холла). [c.11]

Следует, однако, иметь в виду, что уже сейчас единица разности потенциалов — вольт — воспроизводится абсолютным методом, основанным на использовании эффекта Джозефсона, с точностью, на порядок большей, чем ампер. Поэтому молшо предпо-Д0й ить, что в скором времени система эталонов электрических и магнитных единиц будет основываться на вольте и фараде. [c.77]

Поверочную схему для средств измерения напряжения постоянного тока возглавляет Государственный первичный эталон, состоящий из мер напряжения на основе эффекта Джозефсона группы из 20 насыщенных нормальных элементов, компаратора для сравнения мер на основе эффекта Джозефсона между собой и компаратора для их сравнения с нормальными элементами. [c.78]

Как было отмечено выше, важнейшей особенностью состояния движения сверхпроводящих электронных пар является наличие фазовой когерентности. Кроме того, сверхпроводящие электронные пары являются Бозе-час-тицами и, следовательно, в их движении должны наблюдаться явления, аналогичные явлениям интерференции взаимно когерентных волн в оптике. Этими двумя обстоятельствами и обусловливаются эффекты Джозефсона. [c.377]

Для осуществления эффектов Джозефсона не обязательно создавать контакт из диэлектрика. Аналогичный эффект наблюдается, когда проводники соединены тонкой перемычкой (МОС1ИКОМ или контактом) или тонким слоем металла в нормальном состоянии или полупроводника. Такие связи между сверхпроводниками называются слабыми. Сверхпроводники вместе со слабыми связями между ними называются слабосвязанными сверхпроводникам и. [c.377]

Новые возможности для создания быстродействующих элементов ЭВМ открывают эффекты Джозефсона. Как отмечалось в предыдущем параграфе, если ток, проходящий через переход Джозефсона не превышает величины /о, вся система является сверхпроводящей и обладает нулевым сопротивлением. При превышении тока 1а или при действии на переход хотя бы слабого магнитного поля на переходе возникает разность потенциалов, что означает появление у перехода определенного сопротивления. На этом принципе могут быть построены туннельные джозефсоновские криотроны. Так как переход от нулевого сопротивления к конечному не связан с разрушением сверхпроводящего состояния материалов, то скорость переключения туннельных криотронов оказывается значительно более высокой, чем у обычных сверхпроводящих криотронов. В настоящее время построены туннельные криотроны с временами переключения яг 10- с и рассеиваемой мощностью, не превышающей 10- Вт. [c.207]

Эффекты Джозефсона могут найти и другие области применения. Как мы видели, при превышении предельного тока через джозефсоновский переход диэлектрический зазор начинает излучать электромагнитную энергию, становясь, таким образом, генератором СВЧ колебаний. Хотя мощность этого излучения очень мала, тем не менее не исключена возможность построения в будущем на этом принципе генераторов микроволнового и далекого И К диапазонов СВЧ колебаний. Но уже в настоящее время эффекты Джозефсоь-а могут быть использованы для обнаружения и приема СВЧ сигналов. Принцип действия такого приемника состоит в том, что при подаче на джозефсо- [c.207]

Немаловажную роль играет точность измерения. Казалось бы, ничтожные отклонения атомных масс от целых чисел (по атомной шкале) определяют энергетический баланс ядерных реакций. Яркая иллюстрация важности точности измерений получена в последние годы. С помощью открытого в 1962 г. так называемого эффекта Джозефсона ) были с весьма большой точностью измерены некоторые атомные постоянные, что позволило разрешить противорсадя, существовавшие на протяжении долгого времени в квантовой электродинамике. [c.12]

Применение национальных и международных эталонов как эталонов единиц системы не утратило своего значения, так как высокая точность, с которой можно сравнивать между собой разные эталоны одной и той же единицы, оказывается весьма полезной для практики. Дело в том. что относительная погрешность при измерении силы тока с помощью токовых весов, по которым определяется ампер, не меньше 5 Ю . В то же время эталоны электродвижущей силы и сопротивления позволяют производить то же измерение с точностью, па порядок большей. Здесь существенную роль сыграло открытие нового эффекта, теоретически предсказанного английским физиком Б. Джозефсоном в 1962 г.и затем доказанного экспериментально. Сущность эффекта Джозефсона состоит в том, что если. приложить напряжение I к двум сверхпроводникам, Ааежду которыми существует неплотный контакт (например, пленка окисла толщиной около 10" м), то через этот контакт идет сверхпроводящий [c.280]

Рекордно высокой чувствительностью ( 10 i Тл) обладают сквиды — сверхпроводящие М. на стацпо-нарвом эффекте Джозефсона. С их помощью проводятся измерения сверхслабых магн. полей, создаваемых головным мозгом, сердцем и мышцами человека (см. Магнитные поля биологических объектов) выполняются геофйзич. исследования и уникальные физ. эксперименты. [c.700]

Из М. к, э. в джозефсоновских контактах рассмотрим нестационарный эффект Джозефсона, к-рый наблюдается при приложении к контакту постоянной разности потенциалов (этот эффект экспериментально обнаружен И. М. Дмитренко я И. К, Янсоном в 1964). В отсутствие разности потенциалов явления в цепи стационарны, так что 1 и ге, не зависят от времени 0а1 д1 = да. д1 = = 0. При наличии скал ного потенциала эти равенства обобщаются так, чтобы они оставались инвариантными при преобразованиях (4) [c.30]

Бароне А., Патерпо Дж. Эффект Джозефсона. Физика и приложения. - М. Мир, 1984. [c.177]

В области измерений электрических и магнитных величин (включая радиотехнические) созданы и функционируют 32 эталона. Они перекрывают не только большой диапазон значений измеряемых величин, но и широкий спектр условий их измерений, прежде всего частоты, доходящей до десятков гигагерц. Основу составляют эталоны, которые наиболее точно воспроизводят единицы и определяют размеры остальных производных единиц. Это государственные первичные эталоны единиц ЭДС, сопротивления и электрической емкости. Первые два разработаны недавно и основаны на квантовых эффектах Джозефсона и Холла. [c.38]

Ответ. На основе эффекта Джозефсона созданы высокочувствительные (10" Тл) магнитометры приборы, реагирующие на изменения постоянного напряжения до 10" В приборы, способные чувствовать ускорения 10" от ускорения свободного падения. Единица напряжения - вольт - воспроизводится с помошью эффекта Джозефсона с погрешностью 10", квантовый эталон ома имеет погрешность 10" . [c.21]

Ситуация существенно усложняется, когда частицы взаимодействуют друг с другом путем туннелирования одиночных электронов или куперовских пар (эффект Джозефсона), а также через электрическое или магнитное поле. Филлер и др. [832[ измеряли удельную теплоемкость гранулированной пленки из частиц А1 диаметром ЗО А, покрытых окисной оболочкой АЬОз Удельное сопротивление p,v нормальной пленки изменялось от 2-10 до 4-10 Ом-см. В нор- [c.280]

Физика твердого тела (1985) -- [ c.265 ]

Атомная физика (1989) -- [ c.376 ]

Единицы физических величин и их размерности Изд.3 (1988) -- [ c.12 , c.280 ]

Единицы физических величин и их размерности (1977) -- [ c.231 , c.283 ]

Материаловедение Технология конструкционных материалов Изд2 (2006) -- [ c.239 ]

Теория твёрдого тела (1972) -- [ c.579 , c.581 , c.587 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...