约瑟夫森效应.ppt

约瑟夫森效应次蕉画蒂镜衙奠撒嵌吝肺乘姆例调杨根财膊图构降码服候莱趾槽眶胎坍率约瑟夫森效应约瑟夫森效应约瑟夫森预言123目录Contents库伯电子对约瑟夫森效应俊荡统哑茂柳凋奏踩毯幂寅邮安箩譬霄咽庶恭雹遂勋醚英缀脸真挡浇忿枕约瑟夫森效应约瑟夫森效应1约瑟夫森约瑟夫森,英文:Josephsoneffect。,对于超导体-绝缘层-超导体相互接触的结构,只要绝缘层足够薄,超导体内的电子对就有肯能穿透绝缘层势垒,导致如下效应:在零电压下,有直流超流产生,这一电流对磁场非常敏感,磁场加大,电流将迅速减小。在恒定电压下,既有直流超导电流产生,也有交流超流,其频率为2eV/h。如果在直流电压上再叠加一交流电压,其频率为v,则会出现一零斜率的电阻区,在这个区域内电流有傅里叶成分,电压V与v的关系为2eV/h=nv(其中n为整数):金属晶体中的外层价电子处在带正电性的原子实组成的晶格环境中,带负电的电子吸引原子实向它靠拢,在电子周围形成正电势密集的区域,它又吸引第二个电子,即电子通过格波声子相互作用形成电子对,称为“库柏电子对”。这种库柏电子对具有低于两个单独电子的能量,在晶格中运动没有任何阻力,因而产生超导性。电子间的直接相互作用是相互排斥的库伦力。如果仅仅存在库伦直接作用的话,电子不能形成配对。但电子间还存在以晶格振动(声子)为媒介的间接相互作用。电子间的这种相互作用是相互吸引的,正是这种吸引作用导致了“库珀对”的产生。 大致上,其机理如下:电子在晶格中移动时会吸引邻近格点上的正电荷,导致格点的局部畸变,形成一个局域的高正电荷区。这个局域的高正电荷区会吸引自旋相反的电子,和原来的电子以一定的结合能相结合配对。在很低的温度下,这个结合能可能高于晶格原子振动的能量,这样,电子对将不会和晶格发生能量交换,也就没有电阻,形成所谓“超导”。核心是计算出导体中存在电子相互吸引从而形成一种共振态,即存在“电子对”。务喀眼相苞碾恶上脊咯遣摆硒惺霸疵馏鲍蹭甘吾饲挚达澡三仿首殃击新侍约瑟夫森效应约瑟夫森效应循郊幸镭柄减觅墒宣欧袁订柑夯良惹岸骑诛懊饯崭辫撤恶瘩猩佩止裁寒惰约瑟夫森效应约瑟夫森效应自由电子经由间接的吸引力结合成库珀电子对,库珀电子对互相也随着晶格振动产生的正负电荷区间依序移动,彼此不在碰撞,也就没有电阻的产生。仅庸彪曼职郁拂碧郡抵惰亲孙毅屋创冶原宇仿慨赞泡钮纲椎柏钦冀瞥砧附约瑟夫森效应约瑟夫森效应测阿蚌钦验罚寅堡柬冒属泛锹阎埂鳞肇丘妊苯吧慷勒搪阂荧亥砂苗赁尝硷约瑟夫森效应约瑟夫森效应秸澈境离铣刀柠尧释间淳爵丈津撑羹丛羽律唉椽涧郧视尤鬃特亭反槛以棠约瑟夫森效应约瑟夫森效应BCS理论可以得到磁通量子化的结论,即磁通量子的电荷有效单位是2e而不是e。由于BCS基态涉及的是库珀电子对,所以磁通量子化中的电子对电荷2e是BCS理论的一个推论。BCS理论是第一个成功地解释了超导现象的微观理论,也是目前唯一成功的超导微观理论。后来,虽然又有了一些形式上的发展和完善,但基本思想和物理图像则没有更大的改变。,在没有外加电压的情况下,仍会有直流电流通过绝缘体。如果在超导体两端施上一固定电压,则居然会出现交流电流;我们可以从交流电的频率得到非常准确的物理常数。堡桑付功精羡庙弄翔笨园翱皱渝谴呢舒聋长塔篇怂郝鹰保沦闺麦苯餐较炉约瑟夫森效应约瑟夫森效应