Transcript Szuprajegyzetek\Josephson

Josephson-effektus
Kriza György, MTA SZFKI
[email protected]
BME, 2010
Josephson-egyenletek:
Cooper-párok alagutazása
Brian D. Josephson,
1962
V
szigetelő (~nm vastag)
SIS átmenet
V-I karakterisztikája
2. szupravezető
(φ2 fázis)
I
1. V  0
I ?
1. szupravezető
(φ1 fázis)
V
I  I ( 2  1 )  I ( ) 2 szerint periodikus
Idötükrözé s :    * (rendparam éter mint hullámfv.)    
 I ( ) páratlan függvény 
(J1) I  I c sin 
I  I
Időfüggő rendparaméter: 2. Josephsonegyenlet

V 0
0
t
Hajtsunk v égre egy mértéktran szformáció t ezen az egyenleten !
U skalárpote nciál E  U
 
U U 
t   ( J 2)   2e V  0
2e 
t

    
 
Alkalmazás : V  V0  const
( J 2) szerint :    0  t , ahol   2 e V0 / 
( J 1) szerint : I  I c sin   I c sin(  0  t )
Váltakozóáramú Josephson-effektus
Josephson-effektuson alapuló
feszültségstandard
Josephson-állandó: KJ= 2e/h = 483 597,891(12) x 109 Hz/V
A feszültségmérés frekvenciamérésre vezethető vissza.
Shapiro-lépcsők
Ha 0  n1  0  I S  0
Ha 0  n1  0  I S véges
(Interfere ncia a kívülr őí ráadott
és a Jospephson - átmenetben
generált frekvencia között)
Sidney Shapiro, Phys. Rev. Lett. 11, 80–82 (1963)
Kvantuminterferencia: SQUID
(Superconducting Quantum Interference Device)
Fluxuskvan tálásnál láttuk :    A ds 
0
 ds

2
Josephson átmenetek nélkül :   ds  2n   /  0  n
Átmenetekk el :   ds  1   2  0 mod 2
 2

0
 1   2  0 mod 2
Szupraveze tő áram : I  I c (sin 1  sin  2 )
Maximális szupraveze tő áram :
I max
 A fluxuskvantum törtrésze is mérhető.
  
 2 I c cos  
 0 
A SQUID alkalmazásai:
kis mágneses terek mérése
• magnetoenkefalográfia
• magnetokardiográfia
• geológia
• alapkutatás.
•Potenciális alkalmazása:
kis fogyasztású gyors digitális elektronika.
6000 Josephsonátmenetet tartalmazó
chip.
Hypres Co., USA
Magnetoenkefalográfiás
berendezés