Jozefson effektlari - Metal-dielektriklar xossasi

|
Metal-dielektriklar xossasi
|
bet | 6/8 | Sana | 19.05.2024 | Hajmi | 138,6 Kb. | | #244260 |
Bog'liq Metal-dielektr xossalar Jozefson effektlari
Nihoyat yupqa (~10 9 m) dielektrik qatlam bilan bir-biridan ajratilgan ikki o`ta o`tkazgich (4-rasm) tunnel kontakt deb ataladi.Bunday qurilmadagi bir o`ta o`tkazgichdan ikkinchisiga elektronlar o`ta oladimi? Avval metal plastinkalar T>T k temperaturada, ya`ni o`ta o`tkazuvchan emas, balki normal holatda bo`lsin. Ikki metal orasidagi dielektrik qatlam elektronlar uchun potensial to`siq vazifasini bajaradi. Lekin elektron to`lqin xususiyatga ega bo`lgani uchun tunnel effekt tufayli elektronlarning dielektrik qatlamdan o`tish ehtimolligi noldan farqli bo`ladi. Lekin umumiy tok nolga teng, chunki dielektrik orqali chapdan o`ngga tomon elektronlarning o`rtacha soni o`ngdan chapga o`tgan elektronlarning o`rtacha soniga teng.
Agar tunnel kontaktidagi metallar temperaturasini Tk gacha sovitsak, metallar o`ta o`tkazuvchan holatda bo`ladi
9-rasm
Bu holatda o`ta o`tkazgichlarda mavjud bo`ladigan juft elektronlar ham dielektrik qatlam orqali tunnel effect tufayli chapdan o`ngga va o`ngdan chapga o`tadi. Har bir o`tkazgichdagi juft elektronlar birday fazaga ega. Dielektrik qatlamda ikkala o`ta o`tkazgichdan chiqarilayotgan juft elektronlarning kogerent to`lqinlari o`zaro interfirensiyalashadi. Natijada umumiy tok qiymati
I=I c scn(2 -1 ) (2)
munosabat bilan aniqlanadi. Bundagi
2 va 1
mos ravishda birinchi va
ikkinchi o`ta o`tkazgichlar chiqarayotgan kogerent juft elektronlar to`lqin funksiyalarning fazalari, I c esa tunnel kontakt orqali o`tadigan tokning maksimal qiymati.
Yuqorida bayon qilingan hodisa, ya`ni bir-biridan yupqa dielektrik qatlam
bilan ajratilgan ikki o`ta o`kazuvchan holatdagi metallardan iborat tunnel kontakt orqali elektr tok oqishi Jozefsonning statsionar effekti deb nom oldi. Shuni alohida qayd qilish kerakki, tunnel kontaktiga kuchlanish berilmaganda ham o`tkazuvchanlik toki oqadi. Metall plastinkalari o`ta o`tkazuvchan holatda bo`lgan tunnel kontakt (o`ta o`tkazgich –dielektrik- o`ta o`tkazgich) ni Jozefson elementi deb atalishining boisi ham shunda.
Endi, tunnel kontaktni tashqi tok manbaiga ulab dielektrikda elektr maydon vujudga keltiraylik. Metall plastinkalar normal holatda bo`lsa (kritik temperaturadan katta T>T k lar uchun ) tunnel kontakt orqali normal tunnel tok oqadi, uning qiymati qo`yilgan kuchlanishga proporsional bo`ladi.
Metall plastinkalar o`ta o`tkazuvchan holatda bo`lsa (kritik temperaturadan kichik Tk lar uchun) tunnel kontakt orqali o`zgaruvchan o`ta o`tkazuvchanlik tok o`tadi. Xuddi tebranish konturidagi tok kabi tunnel kontaktdan o`tayotgan o`zgaruvchan tok elektromagnit to`lqinlar nurlantiradi. Jozefsonning nostatsionar effekti deb nom olgan mazkur hodisani quyidagicha kashf etiladi. O`ta
o`tkazgichda Tk temperaturalarda vujudga kelgan juft elektronlar dielektrik qatlamdan o`tganda 2eU energiyaga ega bo`ladi. Ikkinchi plastikaga o`tgach, juft elektronlar o`z energiyalarini kamaytirib muvozanat holatga o`tishi kerak. Metall plastinka normal holatda bo`lganda kristall panjara bilan bir necha to`qnashuvda ortiqcha energiya issiqlikka aylangan bo`lardi. Lekin metal plastinka o`ta o`tkazuvchan holatda bo`lgani uchun elektr qarshilik nolga teng. Binobarin kristall panjara bilan to`qnashuvlar ham bo`lmaydi. Juft elektronning dielektrik qatlamdan o`tish chog`ida erishgan 2eU miqdordagi energiya ulushi esa elektromagnit to`lqin kvanti tarzida nurlantiradi.
|
| |