Читать реферат по физике: "ПРИМЕНЕНИЕ ЭФФЕКТА ДЖОЗЕФСОНА" Страница 3


назад (Назад)скачать (Cкачать работу)

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

работе [ Josephson B.D.,1962 ] Джозефсон предсказал, что в области диэлектрической прослойки будут интерферировать когерентные токи, исходящие из обоих сверхпроводников, так же как световые волны от двух когерентных источников. Поэтому результирующий ток оказывается пропорциональным синусу разности фаз. Спустя некоторое время после предсказания Джозефсона этот эффект проверил прямым экспериментом Дж. Роуэлл . В туннельных экспериментах такого рода, когда диэлектрическая прослойка очень тонка, основная трудность состоит в устранении контакта металлических обкладок из-за дефектов диэлектрика. Надо каким-то образом доказать, что наблюдаемый ток не является следствием тривиальных закороток , а действительно является туннельным током. Для этого Дж. Роуэлл поместил туннельный переход в магнитное поле, направленное вдоль плоскости барьера. Естественно, что магнитное поле не может влиять на закоротки и в этом случае ток практически не изменился бы. Однако даже очень слабое магнитное поле влияло на ток, причем совершенно нетривиальным образом

Это происходит потому, что магнитное поле изменяет фазу волновой функции сверхпроводящих электронов. Поскольку в этом, пожалуй, наиболее ярко проявляется макроскопический квантовый характер сверхпроводящего состояния, и эти явления продолжают оставаться в центре внимания и в настоящее время

Квантовая интерференция

  При проведении первых экспериментов было обнаружено, что максимальный сверхпроводящий ток I c в магнитном поле, параллельном плоскости контакта, немонотонно зависит от величины магнитного потока , проникающего в контакт. Эта зависимость показана на рис.1. Как видно из рисунка, в случае, когда поток равен целому числу квантов , происходит компенсация токов, текущих в противоположные стороны в разных точках контакта, и результирующий критический ток оказывается равным нулю. На этом рисунке просматривается аналогия с зависимостью интенсивности света на экране при дифракции на одиночной щели от расстояния до центральной точки и наглядно демонстрирует волновые свойства сверхпроводящих токов

Рис. 1. Зависимость критического тока I m (нормированного на критический ток при отсутствии поля I c ) джозефсоновского контакта от величины потока внешнего магнитного поля

  Включим туннельный контакт в сверхпроводящий контур (кольцо), чтобы рассмотрение этого явления стало более простым. Магнитный поток   через площадь сверхпроводящего кольца (не содержащего контакта) строго постоянен. Его значение, как уже говорилось, квантуется. Оно равно целому числу квантов , и изменить его, не переводя кольцо в нормальное состояние, невозможно. Но если кольцо содержит слабую связь, то магнитный поток может меняться - кванты потока проникают в контур через это слабое место

  Каким же образом меняется величина потока   и тока I в кольце со слабой связью при изменении внешнего магнитного поля? Пусть сначала внешнее поле и ток в контуре равны нулю ( рис. 2, а). Поток   при этом тоже равен нулю. Увеличим внешнее поле - по закону индукции Фарадея в контуре появится сверхпроводящий ток, своим магнитным полем по закону Ленца компенсирующий внешний поток. Так будет происходить, пока ток в контуре не станет равным критическому току контакта I c ( рис. 2, б ).



Интересная статья: Быстрое написание курсовой работы