1. 1
СКВИД и приборы на
переходах Джозефсона
:
Yatin Singhal

2. 2
Краткий обзор
► Что такое СКВИД?
► Теория
 СКВИД.
 Josephson эффект:
►Эффект DC
►Эффект AC
►Обратный эффект AC.
 Пары бондаря.
► Приложения СКВИДА и Приборов на переходах
Джозефсона.

3. 3
Факты о СКВИДЕ
► Квантовое устройство интерференции
сверхпроводимости - механизм, используемый, чтобы
измерить чрезвычайно недельные сигналы.
► Обнаружьте изменение в 100 миллиардов раз более
слабого сигнала чем это, перемещает стрелку компаса.
► Использовались, чтобы измерить магнитное поле в
мозгу мыши, чтобы протестировать, могло ли бы быть
достаточно магнетизма, чтобы приписать их
навигационную возможность компасу.
► Порог для СКВИДА: 10-14T
► Магнитное поле heart:10-10T
► Магнитное поле мозга: 10-13T

4. 4
СКВИД

5. 5
Материал используется для
конструкции СКВИДА
► СКВИДЫ обычно производятся или от ведущего
сплава (с 10%-ым золотом или от индия) и/или
ниобий.
► часто состоя из туннельного барьера, зажатого
между базовым электродом ниобия и лучшим
электродом ведущего сплава.
► Позже разработанные СКВИДЫ "Высокой
температуры" сделаны из вещества под
названием YBCO (химическая формула
YBa2Cu3O7-x),

6. 6
Устройства СКВИДА
► Большая чувствительность устройств СКВИДА
связана с измерением изменений в магнитном
поле, связанном с одним квантом потока.
► Одно из открытий, связанных с переходами
Джозефсона, было потоком, квантован в
модулях

7. 7
Переход Джозефсона
►Переход Джозефсона - тип электронной
схемы, способной к переключению в
сверхвысоких скоростях когда
управляющийся при температурах,
приближающихся к абсолютному нулю.
►Возможность определенных материалов
провести электрический ток с фактически
обнуляет сопротивление.

8. 8
Работа стыка
► Предположите, что гамильтониан для системы может быть записан
как сумма двух Гамильтонианов
H = H0 + HT
где:
H0 = нормальный гамильтониан для 2 изолированных
сверхпроводников
HT = туннелирующий гамильтониан
► Так, это "правильно" для туннелирующих ссылок только.

9. 9
Josephson уравнения
► Рассмотрите очень простой
пример два, идентичные
сверхпроводники разделенный
тонким изолятором.
► (Обычно приблизительно 1 нм
достаточно тонкий).
► Предположите, что стык
достаточно большой в x и y
направлении, чтобы
проигнорировать
край/граничные эффекты, и
достаточно толстый в z.
► Управляющие уравнения:

10. 10
DC эффект Josephson
► Никакое Магнитное
поле:
 Электрические токи,
гайка никакое падение
напряжения, вплоть
до критического тока.
 Мимо критического
текущего,
нормального
единственного
туннелирования
электронов
доминирующее.

11. 11
►Без магнитного поля, статического
потенциала:
 Интегрирование уравнения для Ф:
 Мы можем занять место в наше другое
уравнение и добраться:
 От этого мы получаем время переменный ток
с частотой
AC эффект Josephson

12. 12
AC эффект Josephson
►С переменным потенциалом:
 Сделайте подобный анализ как статический
потенциальный случай.
 Оказывается, что у этого есть постоянная
составляющая тока
но когда qVo/wħ = n (где n = целое число)
 У постоянного тока есть шипы в
регулярно значения Vo
 У полного тока есть шаги в них
точки.

13. 13
► Если фаза принимает форму
φ (t)= φ0 + nωt+ asin(ωt),
напряжение и ток будут
 Постоянные составляющие тока тогда будут
Обратный AC эффект Josephson

14. 14
►Электронных пар, связывающихся по
диапазону сотен нанометров, вызывают
парой бондаря.
►Они связывались
электрон может взять символ бозона и
уплотнить в стандартное состояние.
Пара бондаря

15. 15
Приложения
► Магнето encephalography (MEG)
 Приложения MEG включают отображающуюся
Соматосенсорную и моторную кору.
 Эмбриональное Исследование: СКВИД используется,
чтобы измерить мелкие магнитные поля,
сгенерированные основой ребенка

16. 16
Приложения
► Дальнейшие приложения приборов на переходах
Джозефсона
 Магнитные датчики
 Gradiometers
 Осциллографы
 Декодеры
 Аналог Цифровым преобразователям
 Сэмплеры
 Осцилляторы
 Микроволновые усилители
 Датчики для биомедицинского, научного и целей защиты
 Разработка цифровой схемы для Интегральных схем
 Микропроцессоры
 Оперативные памяти (RAM)

17. 17
Ссылки
► http://en.wikipedia.org/wiki/SQUID
► http://hyperphysics.phy-
astr.gsu.edu/hbase/solids/squid.html
► Steven T. Ruggiero, David A. Rudman, Сверхпроводящие
приборы. Нью-Йорк: McGraw-выступы, 1975.
► Barone A, Г Paterno. Физика и Приложения Josephson
Эффекта. Нью-Йорк: John Wiley & Sons; 1982.
► http://whatis.techtarget.com/definition/0,,sid9_gci816722,
00.html
► http://en.wikipedia.org/wiki/Josephson_junction
► http://hyperphysics.phy-
astr.gsu.edu/hbase/solids/squid.html#c3
► http://www.abdn.ac.uk/physics/case/squids.html

18. 18
Вопросы?
Комментарии?