Эффект Джозефсона. Фоминов Я.В - 25 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МФТИ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

модель принимает эти величины как данные и изучает поведение
макроскопической характеристики контакта — разности фаз φ, ко-
торая характеризует сверхпроводящее состояние контакта в целом,
т. е. содержит информацию только о фазе сверхпроводящего конден-
сата, состоящего из огромного количества электронов.
Уравнение (56) на функцию φ(t) интегрируется в элементарных
функциях, после чего формула (51) при подходящем выборе начала
отсчёта времени даёт
V (t) = R
I
2
− I
2
c
I + I
c
cos ωt
, (57)
где
ω =
2e
~
R
√
I
2
− I
2
c
. (58)
Итак, если заданный постоянный ток I через контакт превышает
критический ток контакта I
c
, на нём возникает напряжение V , пе-
риодически зависящее от времени. Следовательно, джозефсоновский
контакт начинает излучать электромагнитные волны — это явление
называется джозефсоновской генерацией.
Усреднение формулы (57) по времени приводит к соотношению
2eV = ~ω, (59)
имеющему простую физическую интерпретацию: при переходе с од-
ной стороны контакта на другую куперовские пары в среднем приоб-
ретают энергию 2eV , которая затем выделяется в виде кванта элек-
тромагнитного излучения с частотой ω.
Вольтметр постоянного тока, подключенный к переходу, будет
показывать именно среднее напряжение V , поэтому полученная с
его помощью вольт-амперная характеристика будет иметь вид
V = R
√
I
2
− I
2
c
, (60)
следующий из формул (59) и (58) и показанный на рис. 7а.
Если ток I через переход лишь немного превышает I
c
, то в ос-
новном он течёт в виде сверхпроводящего тока I
s
через джозефсо-
новский элемент на эквивалентной схеме рис. 6а, в то время как
нормальный ток мал. Наоборот, при I ≫ I
c
почти весь ток течёт
через резистор (I ≈ I
n
), и вольт-амперная характеристика на этом
25
модель принимает эти величины как данные и изучает поведение
макроскопической характеристики контакта — разности фаз φ, ко-
торая характеризует сверхпроводящее состояние контакта в целом,
т. е. содержит информацию только о фазе сверхпроводящего конден-
сата, состоящего из огромного количества электронов.
     Уравнение (56) на функцию φ(t) интегрируется в элементарных
функциях, после чего формула (51) при подходящем выборе начала
отсчёта времени даёт

                                    I 2 − Ic2
                      V (t) = R                 ,            (57)
                                  I + Ic cos ωt
где
                            2e √ 2
                       ω=      R I − Ic2 .                   (58)
                             ~
   Итак, если заданный постоянный ток I через контакт превышает
критический ток контакта Ic , на нём возникает напряжение V , пе-
риодически зависящее от времени. Следовательно, джозефсоновский
контакт начинает излучать электромагнитные волны — это явление
называется джозефсоновской генерацией.
   Усреднение формулы (57) по времени приводит к соотношению

                            2eV = ~ω,                        (59)

имеющему простую физическую интерпретацию: при переходе с од-
ной стороны контакта на другую куперовские пары в среднем приоб-
ретают энергию 2eV , которая затем выделяется в виде кванта элек-
тромагнитного излучения с частотой ω.
   Вольтметр постоянного тока, подключенный к переходу, будет
показывать именно среднее напряжение V , поэтому полученная с
его помощью вольт-амперная характеристика будет иметь вид
                               √
                         V = R I 2 − Ic2 ,                   (60)

следующий из формул (59) и (58) и показанный на рис. 7а.
   Если ток I через переход лишь немного превышает Ic , то в ос-
новном он течёт в виде сверхпроводящего тока Is через джозефсо-
новский элемент на эквивалентной схеме рис. 6а, в то время как
нормальный ток мал. Наоборот, при I ≫ Ic почти весь ток течёт
через резистор (I ≈ In ), и вольт-амперная характеристика на этом


                                  25

Страницы