к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Слабая сверхпроводимость

Слабая сверхпроводимость - совокупность явлений, происходящих в слабосвязанных сверхпроводящих системах (неоднородных сверхпроводящих структурах), содержащих узкие (в направлении протекания тока) области либо области, у к-рых сверхпроводимость отсутствует или сильно подавлена. Термин «С. с.» введён Ф. Андерсоном (Ph. Anderson, 1964), т. к. критический ток и критическое магнитное поле в слабосвязанных сверхпроводниках значительно меньше, чем в обычных. С. с. наблюдается в туннельных контактах [два сверхпроводника разделены тонкой8043-23.jpg диэлектрич. прослойкой], контактах с прослойкой из нормального (несверхпроводящего) металла и полупроводника, сверхпроводящих мостиках с сужением, точечных контактах, гранулиров. сверхпроводниках, состоящих из большого числа джозефсоновских контактов (рис. 1).
8043-24.jpg

Рис. 1. Слабосвязанные сверхпроводники различных типов: а - туннельный джозефсоновский контакт; б - точечный контакт; в - тонкоплёночный мостик; г - мостик переменной толщины; д - плёнка из сверхпроводника с узкой полоской нормального металла; е - две близко расположенные плёнки, нанесённые на плёнку из нормального металла или из сильнолегарованного полупроводника.

Впервые С. с. наблюдали в туннельных контактах. В таких структурах электроны могут проходить через диэлектрич. барьер (см. Туннельный эффект ),что приводит к возникновению одночастичного туннельного тока (одночастичное туннелирование). Резкие изменения одночастичного тока, связанные с особенностями в плотности состояний сверхпроводников, проявляются на вольт-амперной характеристике (ВАХ) при напряжениях на контакте8043-25.jpg и8043-26.jpg где8043-27.jpg- значения сверхпроводящих щелей двух разл. сверхпроводников, образующих контакт (рис. 2).
8043-28.jpg

Рис. 2. Вольт-амперная характеристика туннельного контакта в случае одночастичного тока.

Наиб. интерес в С. с. представляет открытое Б. Джозефсоном (В. Josephson) в 1962 протекание слабого тока без падения напряжения в туннельных контактах (сверхпроводящий ток куперовских пар, стационарный Джозефсона эффект ).Макс. ток, к-рый может проходить через туннельный контакт, когда напряжение на нём V = 0, наз. критич. током контакта IС. Полный ток через контакт8043-29.jpg , где8043-30.jpg- джозефсоновская фаза. Если к контакту прикладывается напряжение8043-31.jpg то ток куперовских пар становится переменным и осциллирует с частотой w, связанной с напряжением V соотношением Джозефсона8043-32.jpg (нестационарный эффект Джозефсона). Такой перем. ток приводит либо к генерации излучения из контакта, либо к появлению ступенек на ВАХ при облучении джозефсоновского контакта СВЧ-излучением.

Необычно происходит изменение критич. тока туннельного контакта IC при приложении магн. поля Н. Если ширина контакта L мала8043-33.jpg по сравнению с джозефсоновской глубиной проникновения8043-34.jpg8043-35.jpg, где jC - плотность критич. тока; d - толщина области, в к-рую проникает магн. поле; Ф0 - квант магнитного потока], то поле Н проникает в область контакта однородно, а зависимость критич. тока от приложенного магн. поля описывается функцией, характерной для фраунгоферовой дифракц. картины:
8043-36.jpg

где8043-37.jpg Если напряжение отлично от нуля, то в присутствии магн. поля в контакте могут распространяться волны плотности тока, скорость к-рых v=cV/Hd. Эти волны наблюдаются по ступеням на ВАХ [ступени Фиске (М. Fiske, 1964)] (рис. 3). Если ширина контакта8043-38.jpg , то магн. поле проникает в туннельный контакт неоднородно в виде джозефсоновских вихрей (нитей магн. потока, магн. поле в к-рых экспоненциально спадает на длине8043-39.jpg). Джозефсоновские вихри могут перемещаться вдоль контакта под действием тока.

На С. с. (из-за малости критич. параметров) сильно влияют флуктуации, к-рые приводят к двум эффектам. Случайные изменения вдоль плоскости контакта джозефсоновской фазы или плотности критич. тока, связанные с локальными неоднородностями туннельного контакта (структурные флуктуации), приводят к искажению фраунгоферовой зависимости критич. тока от магн. поля. С др. стороны, на контакте может возникнуть разность потенциалов при токе, меньшем критического, связанная со случайным изменением джозефсоновской фазы во времени. Вероятность таких скачков фазы возрастает с увеличением температуры, но при низких темп-pax возможно макроскопич. квантовое туннелирование (существует ненулевая вероятность изменения джозефсоновской фазы со временем при8043-40.jpg ).

Рассмотренные эффекты могут проявляться во всех слабосвязанных системах. Кроме того, в нек-рых структурах возникают и др. явления. Так, для контактов с прослойкой из нормального металла возможна несинусоидальная зависимость джозефсоновского тока I от8043-41.jpg.

В структурах с непосредств. сверхпроводимостью (рис. 1,б - г), в отличие от обычного туннельного контакта, малость джозефсоновского тока определяется не слабой проницаемостью диэлектрич. барьера (для куперовских пар), а возрастанием плотности тока в области слабой связи (рис. 1,б - г)либо нарушением корреляции электронов в нормальном металле (рис. 1, д, е). В таких структурах наблюдается неравновесная С. с., обусловленная изменением функции распределения электронов по энергиям. Это приводит к возрастанию критич. тока слабосвязанных систем в СВЧ-поле и к избыточному току при больших напряжениях (ВАХ системы отличается от закона Ома,8043-42.jpg , где Iех - избыточный ток, R - сопротивление контакта в нормальном состоянии). В контактах с полупроводниковой прослойкой возможно изменение критич. параметров, связанных с изменением туннельной прозрачности барьера. На прозрачность барьера сильно влияет концентрация свободных носителей заряда в полупроводнике, к-рую можно изменять как введением примесей, так и с помощью освещения образца. Кроме того, критич. ток IC может возрастать из-за прохождения куперовских пар по «флуктуац. каналам» - областям с локально пониженным потенц. барьером, а также из-за резонансного туннелирования (резкое возрастание прозрачности барьера при прохождении куперовских пар по цепочкам периодически расположенных локализов. центров).
8043-43.jpg

Рис. 3. Типичная картина ступеней Фиске контакта Sn - SnOx - Sn при наличии магнитного поля.

Разнообразие эффектов позволяет использовать С. с. как для физ. исследований (определение сверхпроводящей щели по ВАХ одночастичного тока, исследование неоднородностей и т.д.), так и для практич. применений (сверхпроводящие приёмники излучения, сквиды и т. д.).

Литература по слабой сверхпроводимости

  1. Асламазов Л. Г., Губанков В. Н., Слабая сверхпроводимость, М., 1982;
  2. Бароне А., Патерно Д., Эффект Джозефсона: физика и применения, пер. с англ., М., 1984;
  3. Лихарев К. К., Введение в динамику джозефсоновских переходов, М., 1985.

М. В. Фистуль

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Форум Рыцари теории эфира


Рыцари теории эфира
 20.09.2020 - 08:08: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биологическая безопасность населения - Карим_Хайдаров.
20.09.2020 - 08:05: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
20.09.2020 - 06:09: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Пламена Паскова - Карим_Хайдаров.
20.09.2020 - 06:03: ПЕРСОНАЛИИ - Personalias -> WHO IS WHO - КТО ЕСТЬ КТО - Карим_Хайдаров.
19.09.2020 - 17:15: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ЗА НАМИ БЛЮДЯТ - Карим_Хайдаров.
19.09.2020 - 17:15: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> КОМПЬЮТЕРНО-СЕТЕВАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ДЛЯ ВСЕХ - Карим_Хайдаров.
19.09.2020 - 06:44: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Пешехонова - Карим_Хайдаров.
19.09.2020 - 06:24: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ПРАВОСУДИЯ.НЕТ - Карим_Хайдаров.
19.09.2020 - 06:22: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
19.09.2020 - 05:44: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
18.09.2020 - 18:29: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биохимия мозга от проф. С.В. Савельева и не только - Карим_Хайдаров.
18.09.2020 - 04:22: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - New Technologies -> ПРОБЛЕМА ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution