Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Порохов А.М. -> "Физическая энциклопедия Том 4" -> 636

Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.

Порохов А.М. Физическая энциклопедия Том 4 — М.: Большая российская энциклопедия, 1994. — 701 c.
Скачать (прямая ссылка): fizenciklopedt41994.djvu
Предыдущая << 1 .. 630 631 632 633 634 635 < 636 > 637 638 639 640 641 642 .. 818 >> Следующая


Изолятор

с ’ <7

A7L/~7?

Vmi—I у Нормальный металл

Нормальный металл или полупромдник

Рне. 1. Слабосвязанные сверхпроводники различных типов: а — туннельный джозефсоновскии контант; б — точечный контакт; в — тонкоплёночный мостик; г — мостик переменной толщины; в — плёнка из сверхпроводника с узкой полоской нормального металла; е — две близко расположенные плёнки, нанесённые на плёнку из нормального металла или иа сильноле-,J тированного полупроводника.

Впервые G.‘с. наблюдали в туннельных контактах. В таких структурах электроны могут проходить через диэлектрич. барьер (CM. Туннельный эффект), что приводит к возникновению одночастичиого туннельного тока (одночастичнОе туи я ел'й ров а-и и ё). Резкие изменения одночастичиого тока, связанные с особеннЬстями в плотности состояний сверхпроводников, проявляются иа вольт-амперной характеристике (ВАХ) при напряжениях на контакте eV = Ai + A2 н eV = (Al — Д2|, где Ді, A5 — Значения сверхпроводящих щелей двух разл. сверхпроводников, образующих контакт (рис. 2).

Рис. 2. Вольт-амперная характеристика туннельного контакта в случае одночастинного тока.

Наиб, интерес в С. с. представляет отнрытое Б. Джо-эефооном (В. Joeephson) в 1962 протекание слабого тока без падения напряжения в туннельных'нонтактах (сверх-нроводящий ток куперовских: пар, стационарный Джваефсона эффект). Макс. тон^ к-рый может проходить черев туннельный контакт, ногда напряжение иа ифм V => О, наз. кретич. tokqm контакта Ic. Полный ток через контакт I =¦ 7esin <р, где- ф — джозефсоиовская фаза і Бели н контакту прикладывается напряжение V ^ 0, то тою иуперовских пар стаиовитси перемен-

SSf

СЛАІАЯ
Ю 20 З» M Напряженка(мкВ)

Рис. 3. Типичная картина ступеней Фиске контакта Sn — SnO* — Sn при наличии магнитного поля.

иьш и осциллирует с частотой ш, связанной с напряжением V соотношением Джозефоона ш «= ZeVlh (нестационарный эффект Джоаефсоиа). Таной перем, ток приводят либо к генерации изл ученая из нонтакта, либо к появлению ступенек на BAX прн облучении джо-зефсоновского нонтакта СВЧ-излучением.

Необычно происходит изменение критич. тоиа туннельного контакта Ic при приложении магн. ноля Н. Если ширина контакта L мала [L по сравнению с джоэефсоновской глубиной' проникновения Л/ = = CttVSn^cd)1 Л, где /в — плотность нритич. тока; d — толщина области, в и~рую проникает магн. поле; Ф0 — квант магнитного потока], то поле H проникает в область контакта однородно, а зависимость критич. тока От приложенного магн. поля описывается ф-цией, характерной для фра унгоферовой дифракц. картины:

где Ф = HLd. Если напряжение отлично от нуля, то в присутствии магн. поля в контакте могут распространяться волиы платности тока, скорость к-рых V— cV/Hd. Этн волны наблюдаются по ступеням на BAX [ступени Фиске (М. Fiske, 1964)] (рнс. 3). Если ширина контакта L > Xj, то магн. поле проникает в туннельный контакт неоднородно в виде джозефсоноаских вихрей (нитей магн. потока, магн. поле в к-рых экспоненциально спадает на длине kj). Джо-зефсоновские внхри могут перемещаться вдоль контакта под действием тока.

На С. с. (из-за малости критич. параметров) сильно влияют флуктуации, к-рые приводят к двум эффектам. Случайные изменении вдоль плосности контакта джоэефсоновской фазы или плотности критнч. тока, связанные с локальными неоднородностями туннельного контакта (структурные флуктуации), приводят к искажению фраунгоферовой зависимости критич. тока от магн. поли. С др. стороны, на контакте может возникнуть разность потенциалов при токе, меньшем критического, связанная со случайным изменением джозефсо-новской фазы во времени. Вероятность таких скачнов фазы возрастает с увеличением темп-ры, но при низких темп-рах возможно макроскопич. квантовое туннелирование (существует ненулевая вероятность изменения джоэефсоновской фазы со временем при T —* 0).

Рассмотренные эффекты могут проявляться во всех слабосвязанных системах. Кроме того, в нек-рых структурах возникают и Др. явления. Так, для контактов с прослойкой из нормального металла возможна несинусоидальная зависимость джозефсоновского тока J от <р.

В структурах с непосредств. сверхпроводимостью (рис. 1, б — г), в отличие от обычного туннельного контакта, малость джозефсоновского тока определяется не слабой проницаемостью диэлектрич. барьера (для куперовских пар), а возрастанием плотности тока в области слабой связи (рис. 1,6 — г) либо нарушением корреляции электронов в нормальном металле (рис. 1, де). В таких структурах наблюдается иеравновеснаи С. с., обусловленная изменением ф-цни распределения электронов по энергиям. Это приводит к возрастанию крн-тич. тона слабосвязанных систем в СВЧ-поле и к избыточному току при больших напряжениях (ВАХ системы отличается от закона Ома, I = Icx VfR, где Iex — избыточный ток, R — сопротивление контакта в нормальном состоянии). В контактах с полупроводниковой прослойкой возможно изменение крнтич. параметров, связанных с изменением туннельной прозрачности

барьера. На прозрачность барьера сильно влияет концентрация свободных носителей заряда в полупроводнике, и-рую можно изменять как введением примесей, так н с помощью освещения образца. Кроме того, крнтич. ток It может возрастать из-за прохождения куперовских пар по «флуктуац. каналам» — областям с локально пониженным потенц. барьером, а танже из-за резонансного туннелирования (резное возрастание прозрачности барьера при прохождении куперовских пар по цепочкам периодически расположенных локалнзов. центров).
Предыдущая << 1 .. 630 631 632 633 634 635 < 636 > 637 638 639 640 641 642 .. 818 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed