Was ist der Josephson -Effekt?
Der Josephson -Effekt ist der Durchgang gepaarter Elektronen durch eine dünne, isolierende dielektrische Barriere, die zwischen zwei Supraleitern platziert ist. Ein Kooperpaar von Elektronen führt die Isolierschicht über einen Tunneleffekt durch. Es gibt keinen Spannungsabfall, während der Strom unter einer bestimmten Ebene bleibt, die als kritischer Strom bezeichnet wird. Unter konstantem, positiven Spannungen werden wechselnde Ströme sowie direkte Strömungen aus dem Durchgang von Elektronen aufrechterhalten. Der Effekt wurde durch Theorie in den frühen 1960er Jahren von Brian D. Josephson vorhergesagt und wird verwendet, um Messungen sehr niedriger Temperaturen und in Josephson -Übergangsschaltungen zu messen, die die Signale schnell wechseln können, um Daten zu speichern. Der Josephson -Effekt kann kontrolliert werden, indem ein Magnetfeld angewendet wird, das die Stärke eines Supercurrent über die Barriere verringert. Die Magnetfelder sind vom Eintritt in das Innere der Josephson Junction durch fraktionalS. Die Stromstärke steigt und fällt an verschiedenen Punkten, während die Feldstärke intensiviert ist, und ermöglicht es, den Signalpassage und das Schalten zu steuern.
Wenn die Supraleiter einem Gleichstrom ausgesetzt sind, werden Elektronenpaare durch eine Barriere geleitet, da elektromagnetische Wellen freigesetzt werden, was zur Herstellung kleiner Lichtmengen anstelle von Wärme führt. Der Josephson -Effekt kann auch auf die Funkelektronik angewendet werden, die unter extrem kalten Bedingungen verwendet wird, da eine Josephson -Verbindung wie ein elektromagnetischer Schwingungssensor funktionieren kann. Auf dieser Kreuzung basierende Schaltungen können auch Daten speichern und in engen Räume hergestellt werden, da sie so effizient sind. Die Verwendung in Computern ist daher möglich.
Der Josephson -Effekt tritt bei sehr niedrigen Temperaturen auf und ist bei Temperaturen nahe bei Null Grad Kelvin am effizientesten (etwa -460 & Grad: F). Systeme, die diesen Effekt verwenden, können locker seinAngeschlossen, um Magnetfelder zu messen. Sie können auch als Teil von Generatoren, die so konzipiert werden können, dass sie über viele Frequenzen umgeschaltet werden können, ein geringes Leistungsniveau erzeugen. Wie der Josephson -Effekt verwendet wird
Instrumente, die Josephson Junctions enthalten, verwenden den Josephson -Effekt, um genaue dimensionale Messungen vorzunehmen, elektromagnetische Signale zu amply und schneller Computer voranzutreiben. Ein Josephson Tunnel Junction -Schalter signalisiert schneller als jeder andere Halbleiterschalter. Ein solches System kann bei Gleichstrom- oder Mikrowellenfrequenzen arbeiten, sodass Superkonferenzen in vielen verschiedenen Metrologie- und Computeranwendungen verwendet werden können.