ジョセフソン効果
ジョセフソン接合の両端に電圧をかけた場合を考える。このような状況は、例えばジョセフソン接合に並列に抵抗素子を接続した系にIc 以上の電流を流すことによって実現できる。簡単のため電圧は時間的に一定とする。このとき第2の式より、位相差は一定の速度で変化を続ける。ところで第1の式より、超伝導電流は位相差の周期関数であることから、このとき交流の超伝導電流が発生する。その周波数は電圧1ミリボルトあたり 483.5979 GHz である。この関係は材料等に依存せず、電気素量とプランク定数のみで定まるため、完璧な周波数電圧変換機(FVC)となる。このように接合に有限電圧がかかっているときに交流電流が流れる現象を交流ジョセフソン効果と呼ぶ。この効果はジョセフソン接合によるマイクロ波の吸収および放出によって確認できる。交流ジョセフソン効果は、後に述べるように電圧標準として用いられる。
ジョセフソン効果の特徴として、磁場に敏感なことが挙げられる。接合面に水平に磁場をかけたとき、ジョセフソン電流は次の形に書くことができる。
I = I c sin  φ ( t , 0 ) sin  ( π Φ / Φ 0 ) π Φ / Φ 0 {\displaystyle I=I_{c}\sin \varphi (t,0){\frac {\sin \left(\pi \Phi /\Phi _{0}\right)}{\pi \Phi /\Phi _{0}}}}
ここで φ(t,0) は接合の中心における位相差、Φ は接合を横切る磁束、Φ0 は磁束量子である。これから、最大ジョセフソン電流は次のように磁束によって変調されることがわかる。
I m a x = I c | sin  ( π Φ / Φ 0 ) π Φ / Φ 0 | {\displaystyle I_{\mathrm {max} }=I_{c}\left|{\frac {\sin \left(\pi \Phi /\Phi _{0}\right)}{\pi \Phi /\Phi _{0}}}\right|}
上式は、光学とのアナロジーからしばしばフラウンホーファーパターンあるいは干渉パターンと呼ばれる。このようにジョセフソン電流は磁束量子(約 2.07×10 Wb)オーダーの磁束に敏感に反応することから、超伝導量子干渉計のような磁束計としての応用が可能である。