Джозефсоновский переход

Постоянная интегрирования пь (1.7) должна быть целочисленной 0 1 2,. .. Это можно установить, рассмотрев переход к массивному сверхпроводящему кольцу, чго соответствует резкому увеличению критического тока контакта. Задача о нахождении стационарных состояний такого кольца аналогична задаче квантования электронных орбит в атоме водорода. В результате магнитный поток внутри кольца может принимать только дискретные значения, кратные кванту магнитного потока =h 2e = = 2,07 10" Вб. Эта величина употреблена нами в формулировке нестационарного эффекта Джозефсона (1.2) и формуле (1.7). Из последней видно, чго имеется ряд состояний с нулевой разностью фаз на контакте, а значит, без тока через него. Эти состояния различаются числом квантов потока через кольце. В пределах же одного периода по связь между фазой и магнитным потоком однозначна. Явление это получило название макроскопической квантовой интерференции, хотя здесь и трудно провести наглядную параллель, например с более привычной интерференцией волн на поверхности воды. Название это связано с тем, что первые эксперименты с парой джозефсоновских контактов в сверхпроводящем кольце математически хорошо описывались в терминах интерференции волн от двух когерентных источников [9]. Оно и породило термин сквид для измеряющего магнитное поле прибора в виде сверхпроводящего кольца с одним или двумя джозефсоновскими переходами. [c.11]

Найдено, что система ступеней появляется на вольтамперной характеристике джозефсоновского перехода и при отсутствии внешнего излучения при напряжениях, соответствующих резонансным частотам полоскового резонатора, образованного областью туннельного перехода. [c.531]

Основными частями сквид-магнитометра являются измерительная катушка (или система катушек), сквид-датчик и электронная схема управления (рис. 1.3). Главный элемент сквид-датчика - это сверх-проводниковый квантовый интерферометр, или сквид, чувствительный к магнитному потоку. Сквид представляет собой кольцеобразную структуру из сверхпроводящего материала (например, из ниобия) с одним или двумя так называемыми слабыми звеньями, или слабыми связями (джозефсоновскими контактами),. Кольцо с одним контактом возбужается высокочастотным сигналом, поэтому соответствующий датчик называется высокочастотным сквид-датчиком. Кольцо с двумя контактами возбуждается постоянным током, и соответствующий датчик называется сквид-датчиком постоянного тока. Известны различные топологические модификации сквидов, причем физические свойства слабой связи могут различаться в зависимости от технологии ее изготовления. Наиболее известны слабые связи типа точечного контакта, туннельного перехода и мостика. На рис. 1.4 показаны некоторые практические конструкции сквидов. На высокочастотном сквиде непосредственно устанавливают сверхпроводящую входную катушку и высокочастотную катушку колебательного контура управляющей электронной схемы. Применяются и более сложные конструкции сквидов, в том числе многопетлевые, с катушками различных форм и тд. [c.19]

Точечный контакт имеет ряд достоинств. Во-первых, у него малая емкость (обычно около 0,1 пФ), что делает малой постоянную времени перехода КС — меньшей, чем следующий из (1.2) период джозефсоновских осцилляций при характерном напряжении на контакте. Формально это означает, что выполняется условие так называемого безгистерезисного режима работы, т.е. [c.12]

Практическое исполнение джозефсоновских контактов в зависимости от их назначения, электрофизических параметров и технических требований, может быть различным (рис. 1.4). К электрофизическим параметрам, в известной мере определяющим и конструктивное исполнение, относятся так называемые характерные параметры напряжение контакта Ик, частота fк, критический ток через контакт /кр, сопротивление контакта в нормальном состоянии Ля. Характерное напряжение Ик=/кр н определяет напряжение на контакте, однозначно связанное с характерной частотой через соотношение fк=Uк/Фo, т. е. частотные свойства джо-зефсоновского перехода. Для большинства сверхпроводников значения Ик ограничены несколькими милливольтами и это определяет верхнюю границу частоты приборов, использующих эффект Джозефсона, значением порядка 10 Гц. Во всех случаях, иллюстрируемых рис. 1.4, слабая связь между двумя металлическими конструкциями контакта образуется различными способами в случае туннельного контакта—слоем изолятора в случае мостиков постоянной (рис. 1.4,6) или переменной (рис. 1.4,в) толщины — за счет малой площади перехода (перемычка шириной около 1 мкм) в случае точечного контакта — за счет крайне малой площади соприкосновения иглы (рис. 1.4,а). [c.38]

В подобной метастабильной системе может происходить самоорганизация связанных состояний вещества с переходом неустойчивостей в состояния джозефсоновской генерации, идущей с переносом заряда. [c.376]

Основное достоинство суперкомпьютеров — это высокая скорость вычислений, которая в большинстве машин достигается за счет использования параллельной обработки данных. Другой подход к проблеме увеличения быстродействия состоит в применении новой технологии изготовления элементной базы компьютеров на основе джозефсоновских переходов. Осторожные оценки [64] показали, что быстродействие компьютеров общего назначения может достигать порядка 100 MIPS. Эта технология пока не используется в серийном производстве, однако многие фирмы создают суперкомпьютеры такого типа для решения специальных задач. [c.199]

Как видно, даже в простейших случаях формулы достаточно сложны, но они полезны для оценок. Добавим к ним формулу для индуктивности на единицу ягшны плоской двухпроводной линии шириной и с малым зазором между слоями сКЬ — такая линия ведет от петли сквида к джозефсоновским переходам (см. рис. 9а) [c.33]

Имеется и другой подход к задаче улучшения связи между тонкопленочным сквидом и трансформаторам потока. Сквид, изготовленный на стандартной кремниевой подложке, комбинируется с объемной деталью из сверхпроводника, которая, будучи прижата к напыленным элементам сквида и образуя с ними сверхпроводящий контакт, становится частью петли сквида. Получающийся так называемый гибридный сквид обладает хо рошими эксплуатационными характеристиками и надежностью, позволяющими производить такие сквиды на рынок [12]. По сути дела это естественное развитие ранних тороидальных сквидов, в которых точечный контакт заменен на более надежный и воспроизводимый тонкопленочный джозефсоновский контакт, изготовленный по микроэлектронной технологии. Используя два джозефсоновских контакта, можно изготовить гибридный сквид постоянного тока [45] (как уже отмечалось, это трудно сделать на точечных контактах). В результате все преимущества плоского ПТ-сквида удается совместить с тороидальной структурой приемной петли. Это позволяет использовать обычную проволочную сигнальную катушку трансформатора потока. Гибридный сквид представляет собой промежуточный этап в переходе от массивных сквидов с точечным контактом и проволочным трансформатором потока к сквид-приборам, полностью изготовленным технологией напыления. [c.34]

У использованного Кларком и сотрудниками [16] ПТ-сквида порог чувствительности по потоку достигал 3,5 10 ро/у/Гц, а у ПТ-сквидов с джозефсоновскими туннельными переходами микронного размера [20] он был доведен до 1,7 10 о/ /Тц ) Такое улучшение <Ршум связано главным образом с резким уменьшением индуктивности с 1 нГн до 1 пГн, как это следует из формулы [25, 47] [c.35]

Известно, что термоэлектрические эффекты в смешанном состоянии сверхпроводника 2 рода со слабым пиннингом аналогичны появлению термоэлектрического сопротивления в протяженных джозефсоновских контактах в поперечном магнитном поле [30]. В присутствии противоположно направленных токов противоионов нормальной и сверхпроводящей компонент, вызванных потоком тепла, возникает взаимодействие между абрикосовскими вихрями. Вихри переходят в движение, которое сопровождается возникновением напряжения, когда сверхпроводящий ток, индуцированный тепловым потоком, превышает критический ток пиннинга. Джозефсоновская генерация, обусловленная критической разностью температур (ДЕ 10 ° К), зависит от величины магнитного поля, параллельного плоскости поляризации джозефсоновской среды, и является существенно немонотонной [31]. [c.377]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология