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Josephson-Effekt


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Der Josephson-Effekt ist ein physikalischer Effekt der den Tunnelstrom zwischen zwei Supraleitern betrifft. Er wurde von Brian D. Josephson 1962 theoretisch vorhergesagt.

Werden zwei Supraleiter durch eine dünne Barriere getrennt so stellt sich ein Tunnelstrom der Größe

<math>I_s=I_c \sin \Delta\varphi</math>

ein wobei <math>\Delta\varphi</math> die Phasendifferenz der Wellenfunktionen beiderseits der Barriere darstellt und <math>I_c</math> sogenannte kritische Strom der Barriere ist.

Falls eine Spannung <math>V</math> über der abfällt so stellt sich eine zeitabhängige Phasendifferenz der Form

<math>\frac{\partial\Delta\varphi}{\partial t}=\frac{2\pi}{\Phi_0}V</math>

ein wobei <math>\Phi_0=h/2e</math> das magnetische Flussquantum ist.

Josephsonkontakt

Ein Josephsonkontakt ist ein elektronisches Bauteil auf der Basis des Josephson-Effekt. Josephsonkontakte werden eingesetzt als schnelle Schaltelemente sehr genaue Spannungsstabilisatoren oder in zur Messung extrem kleiner magnetische Flüsse . Josephsonkontakte bestehen aus zwei supraleitenden Materialen die miteinander in sehr schwachen Kontakt gebracht werden. Dieser schwache Kontakt wird realisiert entweder durch geometrische Barrieren Punktkontakt/Spitzenkontakt) oder durch eine Oxidschicht oder einen nicht-supraleitenden Normalleiter.

Referenzen


  • B. D. Josephson Phys. Lett. 1 (1962)
  • K. Likharev Dynamics of Josephson Junctions Circuits Gordon and Breach Science Publishers (1986)
  • A. Barone and G. Paterno Physics Applications of the Josephson effect John Wiley Sons (1982)



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