Эффект Джозефсона. Фоминов Я.В - 4 стр.

1.   Введение
Термин эффект Джозефсона в настоящее время относится к сово-
купности явлений, имеющих место в контактах двух сверхпровод-
ников через слабую связь. В 1962 году появилась короткая теорети-
ческая работа английского физика Б. Д. Джозефсона [1], где иссле-
довался туннельный переход (контакт сверхпроводников через про-
слойку диэлектрика) и было предсказано два эффекта: 1) через кон-
такт в отсутствие приложенного напряжения может течь постоян-
ный сверхпроводящий ток и 2) при конечном напряжении V через
контакт помимо обычного постоянного тока будет также течь пере-
менный сверхпроводящий ток частоты ω = 2eV /~.
   Это предсказание было весьма необычным и вызвало серьёзные
споры, в которых некоторые учёные, в том числе весьма именитые,
ставили предсказанные эффекты под сомнение. Независимые вычис-
ления других теоретиков, однако, показали правильность результа-
тов Джозефсона, а затем они были подтверждены и экспериментом.
В 1973 году Джозефсон получил за своё открытие Нобелевскую пре-
мию.
   Дальнейшие исследования показали, что эффект Джозефсона
весьма общий и проявляется не только в туннельных переходах, но и
при соединении двух сверхпроводников через слабую связь любого
вида (например, нормальный металл, ферромагнетик, геометриче-
ское сужение и др.).
   Одной из мотиваций, приведших Джозефсона к открытию, яв-
лялось желание выяснить, имеет ли какие-либо наблюдаемые след-
ствия фаза параметра порядка. Действительно, как известно, сверх-
проводник описывается комплексным параметром порядка ∆ =
= |∆|eiφ . Модуль параметра порядка |∆| определяет как бы «силу»
сверхпроводимости, в частности сверхпроводящую щель в одноча-
стичном спектре. А фаза φ? На что она влияет? Что будет, например,
если привести в контакт два сверхпроводника с одинаковыми по мо-
дулю, но разными по фазе параметрами порядка? Именно из этих
вопросов и возникла работа Джозефсона.
   Оказалось, что величина сверхпроводящего тока через контакт
(джозефсоновского тока) определяется именно разностью фаз пара-
метров порядка с двух сторон. Параметр порядка ∆ можно рассмат-
ривать как волновую функцию сверхпроводящего конденсата (купе-
ровских пар электронов), поэтому эффект Джозефсона — кванто-


                                4