Hva Er Josephson Effect?

April 7  by Eliza

Josephson-effekten er passasjen av parede elektroner gjennom en tynn, isolerende dielektrisk barriere plassert mellom to superledere. En Cooper par av elektroner passerer gjennom det isolerende lag via en tunneleringseffekt. Det er ikke noe spenningsfall, mens de nåværende forblir under et bestemt nivå, noe som er kjent som den kritiske strøm. Under konstant, positive spenninger, blir vekselstrøm, så vel som likestrøm fra passasjen av elektroner opprettholdes. Effekten ble spådd av teori i begynnelsen av 1960 av Brian D. Josephson, og brukes til å ta målinger av svært lave temperaturer, og i Josephson koblingskretser som kan raskt bytte signaler for å lagre data.

Elektroner passere gjennom en isolerende film som er mikroskopisk tynt. Josephson-effekten kan reguleres ved å påføre et magnetfelt, som reduserer styrken av en supercurrent over barrieren. Magnetiske felter er blokkert fra å komme inn i det indre av Josephson-overgang ved fraksjonert hvirvlene. Strømstyrke stiger og faller på forskjellige punkter, mens feltstyrken er forsterket, slik at for signalpassasjen og svitsjing som skal styres.

Når superledere er utsatt for likestrøm, er elektronpar føres gjennom en barriere som elektromagnetiske bølger blir frigjort, noe som resulterer i produksjon av små mengder av lys i stedet for varme. Josephson Effect kan også brukes til radioelektronikk brukes i ekstremt kalde forhold, fordi en Josephson veikryss kan fungere som en elektromagnetisk oscillasjon sensor. Kretser basert på dette krysset kan også lagre data, og kan produseres på trange steder fordi de er så effektiv, så bruk i datamaskiner er mulig.

Josephson effekten oppstår ved svært lave temperaturer, og er mest effektiv ved temperaturer nær null grader Kelvin (ca -460-graders: F). Systemer som bruker denne effekten kan være løst koblet for å måle magnetiske felter. De kan også gi lave nivåer av strøm som en del av generatorer som kan være utformet for å bli slått over mange frekvenser. Hvordan Josephson Effect brukes er avhengig av en engineerâ € ™ s kunnskap om kvantefysikk, og det er målt ved hjelp av en rekke komplekse matematiske formler.

Virkemidler som integrerer Josephson veikryss bruke Josephson Effect å lage presise dimensjonale målinger, forsterke elektromagnetiske signaler, og kjøre raske datamaskiner. En Josephson tunnelovergang brytere signaler raskere enn noen annen halvlederbryter. Et slikt system kan operere på likestrøm eller mikrobølgeovn frekvenser, slik at superledere kan brukes i mange forskjellige metrologi og dataprogrammer.