Джозефсон эффектісі
1962 жылы ағылшын физигі Джозефсон екі ерекше эффектінің болуы мүмкін екендігін жорамалдады. Кейіннен олар тәжірибе жүзінде табылды.
Джозефсонның
стационар эффектісі.
Екі асқын өткізгіштен тұратын туннельдік
контакті арқылы тұрақты токтың өтуі
мүмкіндігі. Олар қалыңдығы
-тең
жұқа диэлектрик қабатымен бөлінген.
Шынында да, бұл кезде потенциалдар
айырмасы керегі жоқ!
Электрон
күйін толқындық функциямен сипаттауға
болады:
,
мұндағы
– бірінші металдағы толқындық функцияның
фазасы
;
екінші металдағы
.
Барлық жұптар бірдей күйлерде болатындықтан
, бірінші металдағы барлық жұптар үшін
,
ал екіншідегі барлық жұптар үшін
.
Асқын өткізгіштердің осындай қасиеті
фазалық когеренттілік деп аталады. Екі
асқын өткізгіш арасын түйістірсек,
онда оларда фазалар айырмасы болады
және токтың тығыздығы мынаған тең:
(6.4)
Осы құбылыс толқындық функция фазасының фундаментальдылығын дәлелдейді. Бұл толқындық функцияның фазасымен анықталатын макроскопиялық құбылысқа жасалған ең алғашқы эксперимент.
Джозефсонның стационар емес эффектісі
Е
гер
екі асқын өткізгіш контактісіне тұрақты
потенциалдар айырмасын берсек, онда
контактіден электромагниттік толқындар
сәулеленеді. Жұптар энергиясы контакті
арқылы өткенде
артады, мұндағы
– берілген потенциалдар айырмасы. Асқын
өткізгіш арқылы ток өткенде энергия
қажет емес және ол электромагниттік
толқындар түрінде шығарылады (суретті
қара).
.
Мысалы,
болғанда,
Гц.
Джозефсон
сәулеленуін алғаш рет америка (Живер
және басқалар, сәулелну қуаты
Вт)
және Харковта советтер одағы ғалымдары
тәжірибе жүзінде бақылап, тіркеді. Бұл
эксперименттер БКШ теориясын дәлелдеді:
1) электрондар жұптасады;
2) куперов жұптары бір кванттық күйді толтырады.
Ескерту: Электромагниттік сәулелену кернеу бермеген кезде де пайда болуы мүмкін, егер стационар эффектіде ток қандай да бір критикалық мәннен артып кетсе. Бірақ бұл кезде контактіде кернеудің түсуі болады, ол стационар емес эффектіге алып келеді.
Жоғары температуралы асқын өткізгіштік
1986
жылдың сәуірінде Мюллер мен Беднорцтың
жүйесінде жоғары температуралы асқын
өткізгіштіктің болу мүмкіндігі» деген
мақаласы шықты. Онда
К
температурада керамикада кедергінің
бірден түсуі туралы жазылған. Бұған
дейін көптеген зертханалар
К
максимал мәнді көп жылғы эксперименттер
арқылы ала алмаған еді. Ең таң қалдыратыны
бұл жүйе кәдімгі температурада керамикалық
диэлектрик болатыны.
6.8-сурет Иттриевті керамикада жоғары температуралы асқын өткізгіштіктің бар екендігін көрсететін график
1987
жылы асқын өткізгіштік керамикалар
және
анықталды (
К).
Әртүрлі керамикалардың асқын өткізгіштігін
анықтауға арналған зерттеулер кең
ауқымда басталып кетті. 1987 жылдың
наурызында Хьюстон университетінде
иттриевті керамикада
К
температура
алынды. (6.8-сурет).
Бұл құбылыс жоғары температуралы асқын
өткізгіштік деп аталды. Оның механизмі
әлі күнге дейін ашылған жоқ. БКШ- теориясы
беретін максимал температура
К.
Жоғары температуралы асқын өткізгіштікті
практика жүзінде қолдану мүмкін емес,
себебі барлық керамикалар морт сынғыш,
механикалық беріктілігі аз. Ғылым мен
техниканың даму тарихы бұл құбылыстың
механизмінің ашылып, оны практика
жүзінде қолданатын әдістің пайда
болатынына көзімізді жеткізді.