ทำความเข้าใจกับจุดเชื่อมต่อของโจเซฟสัน: กระแสควอนตัมเครื่องกลในตัวนำยิ่งยวด
โจเซฟสันเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในวัสดุตัวนำยิ่งยวดเมื่อมีกระแสไหลระหว่างตัวนำยิ่งยวดสองตัวที่แยกจากกันด้วยแผงกั้นฉนวนบาง ๆ มันถูกค้นพบโดย Brian Josephson ในปี 1962 และตั้งแต่นั้นมาก็มีการศึกษาอย่างกว้างขวางในสาขาฟิสิกส์ของสสารควบแน่น ในจุดเชื่อมต่อของ Josephson กระแสจะไหลผ่านแผงกั้นฉนวนในลักษณะเชิงกลของควอนตัม ซึ่งหมายความว่ากระแสไม่ต่อเนื่อง แต่ ค่อนข้างประกอบด้วยควอนตัมแยกส่วน หรือ "อนุภาคโจเซฟสัน" อนุภาคเหล่านี้เป็นผลมาจากการขุดอุโมงค์ของคู่คูเปอร์ (คู่ของอิเล็กตรอนที่มีการหมุนตรงข้ามกัน) ผ่านแผงกั้นที่เป็นฉนวน คุณสมบัติหลักอย่างหนึ่งของจุดเชื่อมต่อโจเซฟสันคือความสามารถในการรักษากระแสคงที่ตลอดช่วงแรงดันไฟฟ้าที่หลากหลาย คุณสมบัตินี้ทำให้หัวต่อโจเซฟสันมีประโยชน์ในการใช้งานที่หลากหลาย รวมถึงการคำนวณควอนตัมตัวนำยิ่งยวดและเซ็นเซอร์ความไวสูง หัวต่อโจเซฟสันสามารถสร้างขึ้นโดยใช้วัสดุหลากหลาย รวมถึงไนโอเบียม ไทเทเนียมไนไตรด์ และอิตเทรียมแบเรียมคอปเปอร์ออกไซด์ โดยทั่วไปจะถูกประดิษฐ์ขึ้นโดยใช้เทคนิคการสะสมของฟิล์มบาง เช่น การสปัตเตอร์หรือการระเหย
นอกเหนือจากการใช้งานจริงแล้ว จุดเชื่อมต่อของโจเซฟสันยังมีคุณสมบัติทางทฤษฎีที่น่าสนใจอีกด้วย ตัวอย่างเช่น พวกเขาแสดงปรากฏการณ์ที่เรียกว่า "ความผันผวนของควอนตัม" ซึ่งสามารถนำไปสู่การก่อตัวของสถานะควอนตัมขนาดมหภาคในบริเวณทางแยก สถานะเหล่านี้ไม่มีอยู่ในระบบคลาสสิกและเป็นคุณลักษณะสำคัญของกลศาสตร์ควอนตัม
ฉันชอบวิดีโอนี้
ฉันไม่ชอบวิดีโอนี้
รายงานข้อผิดพลาดของเนื้อหา
share
