Джозефсона
эффект.
Протекание сверхпроводящего тока
через тонкий слой диэлектрика, разделяющий два сверхпроводника. Объясняется в
принятой модели тем, что электроны проводимости проходят через диэлектрик
(обычно металлоксидную пленку толщиной 10 ангстрем) благодаря туннельному
эффекту. Если ток через контакт не превышает критического значения, то
падения напряжения на контакте не происходит, если пропустить ток больший критического,
на контакте появляется падение напряжения и контакт излучает электромагнитные
волны. Частота v связана с напряжением отношением:
v=2eV/h.
Возникновение излучения объясняется появлением куперовских
электронных пар, носителей сверхпроводящего тока который является
конденсированным газом этих пар. Такая пара при переходе через контакт
приобретает избыточную энергию по сравнению с основным состоянием
сверхпроводника 2eV. Единственным выходом для пары вернуться в
основное состояние это испустить квант энергии hv=2eV.
Такое же явление возникает и в
случае соединения сверхпроводников тонкой перемычкой или точечным контактом,
или тонким слоем металла в нормальном состоянии. Слабосвязанные
сверхпроводники. Посмотрим на рисунки.
http://novostey.com/i2/d52d16ad5249b5dddd09f32fbb456a6d.jpg
Первый рисунок показывает, что в
сплошном сверхпроводнике ток максимален, а падение напряжения практически равно
нулю. На втором рисунке толстый слой диэлектрика между сверхпроводниками не
позволяет проходить току.
Третий рисунок показывает
отсутствие падения напряжения, то есть протекание тока через диэлектрическую
пленку без сопротивления.
Четвертый рисунок показывает , что при достижении определенного уровня тока
(соответственно напряжения, а потом уже тока) пленка приобретает сопротивление
и начинает колебаться и излучать.
При сверхнизких температурах
большую роль начинает играть смещение и уширение линий в том числе и в
ультрафиолетовою область спектра вещества, излучение – ток при нормальных
условиях как раз у металлов и входит в этот диапазон(
пусть и в газообразном состоянии. Спектальным анализом
поглощения твердого тела наша физика не занимается), а проводимость
диэлектриков (спектр) в то же время с
ним не совпадает. Что и подтверждается, когда вместо охлажденного
диэлектрика между сверхпроводниками вставляется металл-проводник с нормальной
температурой. Сразу появляется соответствующее падение напряжения. Хотя то его
можно и не измерять или не заметить? что оно есть.
Что имеем на самом деле.
Типичный контур с искровым промежутком. Обыкновенный вибратор Герца. Такой же
эффект можно получить и если диэлектриком является воздух. Единственно несверхпроводящий.
Естественно, толстый слой
диэлектрика до аж
десяти миллиметров не пробить, но
10 мкм вполне, но при малом токе не пробивает, а работает как электрет и
пьезоэлемент одновременно. Тем более это не идеальный
диэлектрик, а окисная металлическая пленка. При превышении тока уже пробивает
искрой. А что до частоты, то квантовый галдеж на эту тему даже не учитывает
толщины пленки и материала, из которого она сделана.
По формуле выходит, что частота колебаний
прямо пропорционально зависит от прилагаемого напряжения, не зависит от толщины
диэлектрика, И В ТО ЖЕ САМОЕ ВРЕМЯ ПРИ ТОЛСТОМ ДИЭЛЕКТРИКЕ ТОК
ОТСУТСТВУЕТ!!!!!!
eV=E это энергия по электростатике. А двойка
это в угоду Куперовской паре. И электроны
парой движутся по туннелю…. Получается что и любой электрический разряд есть
разновидность туннеля. Так не проще ли разрядом или электрическим пробоем обозвать. И как быть с восстановлением пленки
после пробоя. Похоже
и искры то нет, иначе бы разрушилась. А вот коронный разряд вполне возможно!!! Он то и может объяснить резкое возрастание
тока с последующей релаксацией. Похожий эффект имеется в электронных
лампах при напылении диэлектрической
пленки на подогреваемый катод.
Таким образом сам эффект
работает на грани сверхпроводимость - нормальное состояние а частота зависит
собственно не от величины тока а от скорости охлаждения проводника перемычки..
Фатьянов А.В. 13.07.2009
Fatyalimk@mail.ru