Джо́зефсона эффе́кт - протекание сверхпроводящего тока через тонкий (Джо́зефсона эффе́кт10Å) слой диэлектрика, разделяющий два сверхпроводника (так называемый контакт Джозефсона). Эффект предсказан Б. Джозефсоном (1962). На его основе создан сверхпроводящий квантовый интерферометр (СКВИД), с помощью которого уточнены значения ряда фундаментальных физических постоянных. Эффект Джозефсона используется в криогенных приборах; контакты Джозефсона применяются также в качестве быстродействующих логических элементов ЭВМ.
* * *
ДЖОЗЕФСОНА ЭФФЕКТ - ДЖО́ЗЕФСОНА ЭФФЕ́КТ, протекание сверхпроводящего тока через тонкую изолирующую или несверхпроводящую прослойку между двумя сверхпроводниками (см. СВЕРХПРОВОДНИКИ). Такие структуры называются джозефсоновскими контактами или S-I-S -контактами.
Стационарный эффект Джозефсона заключается в следующем. Когда на джозефсоновскую структуру наложена некоторая разность потенциалов, через нее течет ток. Но даже в отсутствии внешнего напряжения через контакт течет постоянный ток, который по сути является чисто сверхпроводящим, так как при пропускании через джозфсоновкий контакт достаточно слабого тока, напряжение на контакте отсутствует.
Нестационарный эффект наблюдается, когда ток достигает некоторой величины, при которой на контакте возникает разность потенциалов. В случае нестационарного эффекта Джозефсона, помимо постоянного тока в цепи возникает высокочастотный переменный ток. Переменный джозефсоновский ток, так же как и обычный ток в колебательном контуре, будет сопровождаться излучением электромагнитных волн: из заполненного диэлектриком зазора излучается энергия в виде высокочастотной электромагнитной волны. Для высококачественных джозефсоновских контактов толщина диэлектрической прослойки должна быть порядка нескольких нанометров, но тонкая диэлектрическая прослойка со временем деградирует в результате диффузии атомов из сверхпроводящих материалов.
Эффекты Джозефсона связаны с туннелированием куперовских электронных пар через заполненный диэлектриком зазор между двумя частями сверхпроводника ( см. Купера эффект (см. КУПЕРА ЭФФЕКТ)). Сила тока определяется разностью фаз волновых функций куперовских пар по обе стороны зазора. Если такой образец поместить в магнитное поле, вектор индукции которого перпендикулярен направлению протекания тока, то изменяя индукцию можно варьировать величину тока от нуля до максимального значения.
Эффект Джозефсона используется в микроэлектронике для создания генераторов и детекторов излучения СВЧ-диапазона, а свойство переключения подобных структур из проводящего в непроводящее состояние (это происходит, если ток превышает критическое значение и сверхпроводимость исчезает), позволяет применять устройства, работающие на этом эффекте, в качестве быстродействующих логических элементов ЭВМ. На его основе создан сверхпроводящий квантовый интерферометр (сквид (см. СКВИД)), с помощью которого уточнены значения ряда фундаментальных физических постоянных. Джозефсона эффект используется в криогенных приборах