Разумевање Џозефсонових спојева: Квантно-механички струјни ток у суперпроводницима

Џозефсон је феномен који се јавља у суправодљивим материјалима када струја тече између два суперпроводника одвојена танком изолационом баријером. Открио ју је Брајан Џозефсон 1962. године и од тада је интензивно проучаван у области физике кондензоване материје.ӕӕУ Џозефсоновом споју, струја тече кроз изолациону баријеру на квантно механички начин, што значи да струја није континуирана, већ радије се састоји од дискретних кванта, или „Џозефсонових честица“. Ове честице су резултат тунелирања Куперових парова (парова електрона са супротним спином) кроз изолациону баријеру.ӕӕЈедно од кључних својстава Џозефсонових спојева је способност одржавања константне струје у широком опсегу напона. Ово својство је учинило Џозефсонове спојеве корисним у разним применама, укључујући суправодљиво квантно рачунарство и сензоре високе осетљивости.ӕӕЈозефсонове спојеве можете направити коришћењем различитих материјала, укључујући ниобијум, титанијум нитрид и итријум-баријум-бакар оксид. Обично се производе коришћењем техника таложења танког филма, као што су распршивање или испаравање.ӕӕПоред њихове практичне примене, Џозефсонови спојеви такође имају интересантна теоретска својства. На пример, они показују феномен познат као "квантне флуктуације", што може довести до формирања макроскопских квантних стања у споју. Ова стања нису присутна у класичним системима и кључна су карактеристика квантне механике.