Понимание джозефсоновских переходов: квантово-механический ток в сверхпроводниках

Джозефсоновское явление, возникающее в сверхпроводящих материалах, когда ток течет между двумя сверхпроводниками, разделенными тонким изолирующим барьером. Он был открыт Брайаном Джозефсоном в 1962 году и с тех пор широко изучается в области физики конденсированного состояния. скорее состоит из дискретных квантов или «джозефсоновских частиц». Эти частицы являются результатом туннелирования куперовских пар (пар электронов с противоположным спином) через изолирующий барьер. ...Одним из ключевых свойств джозефсоновских переходов является способность поддерживать постоянный ток в широком диапазоне напряжений. Это свойство сделало джозефсоновские переходы полезными в различных приложениях, включая сверхпроводящие квантовые вычисления и высокочувствительные датчики. Джозефсоновские переходы могут быть изготовлены с использованием различных материалов, включая ниобий, нитрид титана и оксид иттрия, бария, меди. Обычно их изготавливают с использованием методов осаждения тонких пленок, таких как распыление или испарение. Помимо практического применения, джозефсоновские переходы также обладают интересными теоретическими свойствами. Например, они демонстрируют явление, известное как «квантовые флуктуации», которое может привести к образованию макроскопических квантовых состояний в переходе. Эти состояния отсутствуют в классических системах и являются ключевой особенностью квантовой механики.