Исследование симметричного и асимметричного dc-сквидов. Блинов Н.В - 5 стр.

UptoLike

Рубрика: 

9
.i,
dt
)t(d
dt
)t(d
v
e
L
πβ
ϕϕ
β
φϕϕ
1221
2
2
1
=
+=
В общем случае система уравнений (26) может быть решена
только численно. Интегрируя (26), можно определить все важней-
шие характеристики сквида, а также чувствительность, определяе-
мую выражением
.
V
S
I
e
Φ
=
Критический ток, вольтамперная, вольтпотоковая
характеристики и чувствительность dc-сквида
Пусть 0
=
Φ
e
, тогда при токе смещения I, меньшем удвоенно-
го значения критического тока I
c
, I < 2I
c
, ток, протекающий через
джозефсоновские переходы, будет являться сверхпроводящим
(
)
2121
ϕ
ϕ
sinsinI)t(I)t(II
css
+
=
+
=
или
).sin()cos(II
c
2
2
2
2112
ϕ
ϕ
ϕ
ϕ
+
= (27)
Рис. 3. Зависимость максимального сверхтока I
m
от полного потока в контуре
Φ
10
Используя (11), запишем ток I в виде
).sin()cos(II
c 1
00
2 ϕππ +
Φ
Φ
Φ
Φ
= (28)
Отсюда можно видеть, что максимальный сверхпроводящий ток
)cos(II
cm
0
2
Φ
Φ
= π (29)
является периодической функцией полного потока, захваченного
контуром. Как видно из рис. 3, |I
m
| = 2I
c
при
0
Φ
=
Φ
n , где n = 0,1,2,...,
т. е. при целом значении квантов захваченного потока. При числе
квантов, равном полуцелому числу n+1/2, I
m
=0. Зависимость I
m
от
внешнего потока
e
Φ
будет также функцией от индуктивности кон-
тура или от параметра
. В соответствии с выражением (10)
()
Φ
Φ
=
Φ
Φ
=
c
e
cecm
I
J
cosILJcosII
2
22
00
πβ
π
π
(30)
зависит от параметра
β
. Чем больше
β
, тем меньше разность
m
I
между значениями I
m
при 0
=
Φ
e
и его значением при
0
50
Φ
=
Φ
,
e
(при 0
m
I,
β
). При 0
β
, т. е. при
0
L
,
e
Φ
Φ
,
1
2
c
m
I
I
. Таким образом, изменение внешнего потока при заданном
приведет к изменению максимального критического тока; I
m
ми-
нимален при 50
0
,
e
=
Φ
Φ
и максимален
(
)
cm
II 2|| = при 0
0
=
Φ
Φ
e
и
1
0
=
Φ
Φ
e
.
               1  dϕ ( t ) dϕ 2 ( t )        2φ ϕ − ϕ1                          Используя (11), запишем ток I в виде
            v=  1         +            , iL = e − 2    .
               2  dt         dt               β   πβ                                                          Φ           Φ
                                                                                             I = 2 I c cos( π      ) sin( π    + ϕ1 ).               (28)
     В общем случае система уравнений (26) может быть решена                                                    Φ0          Φ0
только численно. Интегрируя (26), можно определить все важней-              Отсюда можно видеть, что максимальный сверхпроводящий ток
шие характеристики сквида, а также чувствительность, определяе-
мую выражением                                                                                                                Φ
                                                                                                         I m = 2 I c cos( π      )                   (29)
                                                                                                                              Φ0
                                    ∂V 
                              S =        .
                                                                            является периодической функцией полного потока, захваченного
                                    ∂Φ e  I
                                                                            контуром. Как видно из рис. 3, |Im| = 2Ic при Φ = nΦ 0 , где n = 0,1,2,...,
       Критический ток, вольтамперная, вольтпотоковая                       т. е. при целом значении квантов захваченного потока. При числе
        характеристики и чувствительность dc-сквида                         квантов, равном полуцелому числу n+1/2, Im=0. Зависимость Im от
                                                                            внешнего потока Φ e будет также функцией от индуктивности кон-
      Пусть Φ e = 0 , тогда при токе смещения I, меньшем удвоенно-          тура или от параметра β . В соответствии с выражением (10)
го значения критического тока Ic, I < 2Ic, ток, протекающий через
                                                                                                    π                                         
джозефсоновские переходы, будет являться сверхпроводящим                            I m = 2 I c cos    (Φ e − LJ ) = 2 I c cosπ Φ e − πβJ    (30)
                 I = I1s ( t ) + I 2 s ( t ) = I c (sinϕ1 + sinϕ 2 )                                 Φ0                           Φ 0 2Ic 
или                                                                         зависит от параметра β . Чем больше β , тем меньше разность ∆ I m
                                 ϕ − ϕ1               ϕ + ϕ2
                I = 2 I c cos( 2              ) sin( 1        ).     (27)   между значениями Im при Φ e = 0 и его значением при Φ e = 0,5Φ 0
                                       2                 2
                                                                            (при β → ∞ , ∆ I m → 0 ). При β → 0 , т. е. при L → 0 , Φ → Φ e ,
                                                                            ∆I m
                                                                                  → 1 . Таким образом, изменение внешнего потока при заданном
                                                                             2I c
                                                                            β приведет к изменению максимального критического тока; Im ми-
                                                                                           Φe                                            Φe
                                                                            нимален при        = 0 ,5 и максимален (| I m |= 2 I c ) при    =0 и
                                                                                           Φ0                                            Φ0
                                                                            Φe
                                                                               = 1.
                                                                            Φ0


          Рис. 3. Зависимость максимального сверхтока Im
                   от полного потока в контуре Φ

                                     9                                                                               10