Эффект Джозефсона. Фоминов Я.В - 26 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МФТИ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

Рис. 7. Вольт-амперная характеристика джозефсоновского перехода.
а) Переход без ёмкости. Напряжение на контакте возникает при I > I
c
.
б) Переход с ёмкостью, β = 5. С увеличением тока напряжение возника-
ет скачком при I > I
c
. При уменьшении тока напряжение пропадает при
токе захвата I
r
, который меньше, чем I
c
, т. е. имеет место гистерезис
участке выходит на линейную характеристику перехода в нормаль-
ном состоянии.
Для джозефсоновского контакта наиболее энергетически выгод-
ным является состояние с разностью фаз, равной нулю (или целому
кратному 2π), — при этом ток через контакт отсутствует. Если же
разность фаз φ ненулевая и через контакт течёт некоторый ток I
s
, то
это означает, что в контакте запасена энергия. Найти её можно сле-
дующим образом. Будем отсчитывать энергию от энергии при φ = 0
и представим себе, что ток I
s
возник в результате медленного на-
растания разности фаз от нуля до φ в течение некоторого времени
t. Если фаза менялась во времени, значит, на контакте возникало
напряжение, и запасённую энергию можно найти как
E
s
=
t
∫
0
I
s
V dt, (61)
где V определяется по формуле (51). Подставляя сюда также обыч-
ное джозефсоновское соотношение I
s
= I
c
sin φ и переходя к инте-
грированию по φ, получаем
E
s
= E
c
(1 − cos φ), (62)
26
2                                           2       V / Ic R
        V / Ic R

          )                                           )



1                                           1




                              I / Ic                                    I / Ic
0                                           0
    0              1             2              0         Ir / Ic   1      2

Рис. 7. Вольт-амперная характеристика джозефсоновского перехода.
а) Переход без ёмкости. Напряжение на контакте возникает при I > Ic .
б) Переход с ёмкостью, β = 5. С увеличением тока напряжение возника-
ет скачком при I > Ic . При уменьшении тока напряжение пропадает при
  токе захвата Ir , который меньше, чем Ic , т. е. имеет место гистерезис


участке выходит на линейную характеристику перехода в нормаль-
ном состоянии.
    Для джозефсоновского контакта наиболее энергетически выгод-
ным является состояние с разностью фаз, равной нулю (или целому
кратному 2π), — при этом ток через контакт отсутствует. Если же
разность фаз φ ненулевая и через контакт течёт некоторый ток Is , то
это означает, что в контакте запасена энергия. Найти её можно сле-
дующим образом. Будем отсчитывать энергию от энергии при φ = 0
и представим себе, что ток Is возник в результате медленного на-
растания разности фаз от нуля до φ в течение некоторого времени
t. Если фаза менялась во времени, значит, на контакте возникало
напряжение, и запасённую энергию можно найти как

                                     ∫t
                            Es =           Is V dt,                     (61)
                                       0

где V определяется по формуле (51). Подставляя сюда также обыч-
ное джозефсоновское соотношение Is = Ic sin φ и переходя к инте-
грированию по φ, получаем

                          Es = Ec (1 − cos φ),                          (62)


                                       26

Страницы