Szuprajegyzetek\Josephson
Download
Report
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 n1 0 I S 0
Ha 0 n1 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 2n / 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