В сверхпроводимости , вихревая Джозефсона (после того, как Брайан Джозефсон из Кембриджского университета) является квантовым вихрем из сверхтоков в джозефсоновском (см эффекта Джозефсона ). Сверхтоки циркулируют вокруг центра вихря, который находится внутри джозефсоновского барьера, в отличие от абрикосовских вихрей в сверхпроводниках второго типа , которые расположены в сверхпроводящем конденсате.
Абрикосовские вихри (по Алексею Абрикосову ) в сверхпроводниках характеризуются нормальными сердцевинами [1], где сверхпроводящий конденсат разрушается в масштабе длины сверхпроводящей когерентности ξ (обычно 5–100 нм). Ядра джозефсоновских вихрей более сложные и зависят от физической природы барьера. В джозефсоновских переходах сверхпроводник-нормальный металл-сверхпроводник (SNS) существуют измеримые сверхпроводящие корреляции, индуцированные в N-барьере за счет эффекта близости от двух соседних сверхпроводящих электродов. Подобно абрикосовским вихрям в сверхпроводниках, джозефсоновские вихри в SNS джозефсоновских переходах характеризуются ядрами, в которых корреляции подавляются деструктивной квантовой интерференцией и нормальное состояние восстанавливается. [2] Однако, в отличие от ядер Абрикосова, имеющих размер ~ ξ , размер джозефсоновских ядер определяется не только микроскопическими параметрами. Скорее, это зависит от сверхтоков, циркулирующих в сверхпроводящих электродах, приложенного магнитного поля и т. Д. В джозефсоновских туннельных переходах сверхпроводник-изолятор-сверхпроводник (SIS) не ожидается, что сердечники будут иметь определенную спектральную характеристику; они не наблюдались.
Обычно сверхтоковые петли джозефсоновского вихря создают магнитный поток, который на достаточно длинных джозефсоновских контактах равен Φ 0 - единичному кванту потока . Тем не менее, дробные вихри могут также существовать в джозефсоновских переходах сверхпроводник-ферромагнетик-сверхпроводник или в переходах, в которых присутствуют разрывы сверхпроводящей фазы. Это было продемонстрировано Hilgenkamp et al. что джозефсоновские вихри в так называемых 0-π длинных джозефсоновских переходах также могут нести половину кванта потока и называются полуфлюксонами . Было показано, что при определенных условиях распространяющийся джозефсоновский вихрь может инициировать другой джозефсоновский вихрь. Этот эффект называется клонированием потока (или клонированием флуксона). Хотя появляется второй вихрь, это не нарушает сохранения единичного кванта потока.
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Гесс, ВЧ; Робинсон, РБ; Dynes, RC; Валлес, Дж. М.; Ващак, СП (1989-01-09). "Наблюдение с помощью сканирующего туннельного микроскопа решетки потока Абрикосова и плотности состояний вблизи и внутри флюксоида". Письма с физическим обзором . Американское физическое общество (APS). 62 (2): 214–216. DOI : 10.1103 / physrevlett.62.214 . ISSN 0031-9007 .
- ^ Родичев Дмитрий; Брун, Кристоф; Серрье-Гарсия, Лизе; Куэвас, Хуан Карлос; Бесса, Вагнер Энрике Лойола; и другие. (2015-02-23). «Прямое наблюдение ядер джозефсоновских вихрей» . Физика природы . ООО "Спрингер Сайенс энд Бизнес Медиа". 11 (4): 332–337. DOI : 10.1038 / nphys3240 . ISSN 1745-2473 .
- Х. Хильгенкамп, Ариандо, Х.-Дж. Х. Смилде, DHA Бланк, Г. Рейндерс, Х. Рогалла, Дж. Р. Киртли и К. С. Цуэй (2003). « Упорядочение и управление магнитными моментами в крупномасштабных сверхпроводящих решетках π-петель ». Природа . 422 (6927): 50–3. Bibcode : 2003Natur.422 ... 50H . DOI : 10,1038 / природа01442 . PMID 12621428 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- Д.Р. Гулевич; Ф.В. Кусмарцев (2006). « Клонирование потока в линиях передачи Джозефсона ». Phys. Rev. Lett . 97 (1): 017004. Bibcode : 2006PhRvL..97a7004G . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.97.017004 . PMID 16907400 .