Jozefson effekti
O’ta o’tkazgichning ikki parchasi (O’ta o’tkazuvchanlik) dielektrikning yupqa pardasi bilan ajratilgan, deb faraz qilaylik. Elektronlar bir o’ta o’tkazgichdan ikkinchisiga o’ta oladimi? Ha, o’ta oladi, bunday o’tish tunnel effekti tarzida bo’ladi. Xuddi shunday Kuper elektron juftlari ham dielektrik qatlamidan tunnelli o’tib, o’ta o’tkazuvchan tok uzatadi (1-rasm). Ingliz nazariyotchi fizigi B.Jozefson 1962 yilda xuddi ana shu hodisani oldindan aytgan edi.
Jozefson effektni eksperimental tarzda dastlab amerika fiziklari P.Anderson va J.Rouell 1963 yilda qayd qildilar. 2-rasmda Jozefson elementi tasvirlangan (o’ta o’tkazgich-dielektrik-o’ta o’tkazgichdan iborat struktura shunday deb yuritiladi). Yupqa pardadagi qalayi poloskalari ko’rinib turibdi, ular shisha plastinkalarga surtilgan bo’lib, ayqash kesishib o’tadi. Kesishish joyida ular qalinligi ~10A bo’lgan qalayi oksidi qatlami bilan ajratilgan. Tok keltirish uchun yuqori, yoki pastki eletkrodlardan foydalaniladi.
Amerika olimlari bunday sistemadan o’ta o’tkazuvchanlik toki o’tishini aniqlash bilangina cheklanmadilar. Ular bu tokning nazariy farazlarga muvofiq tashqi magnit maydoniga nihoyatda nozik bog’liq ekanini ham isbot qilib berdilar. 3-rasmda tashqi maydon kattalashtirilganda kontaktda tokning taqsimlanishi qanday o’zgarishi ko’rsatilgan. Agar kontaktning o’lchami tok zichligi o’zgarishining fazoviy davriga aniq teng bo’lsa (N0> maydon), u holda umumiy Jozefson toki nolga aylanadi.
Tokning magnit maydoni induktsiyasiga bog’liqligini ko’rsatuvchi eksperimental egri chiziq 4-rasmda ko’rsatilgan. Jozefson kontaktining magnit maydonga juda sezgir ekanligi tez orada amalda qo’llana boshladi (O’ta o’tkazuvchanlik).
Jozefsonning o’ta o’tkazgich-dielektrik-o’ta o’tkazgich kontaktining xatti-harakati uni U o’zgarmas kuchlanish manbaiga ulanganda qanday bo’lishi haqidagi farazi yanada ajoyib bo’lib chiqdi. Eletkronlar tunnelli o’tishda elektr maydonida (bu maydon dielektrik qatlamida yig’ilgan) tezlashadi, (bu tezlanish xuddi eletkronlarning odatdagi tunnel kontaktidagi tezlashishlariday bo’ladi) va eletkron juftlari 2eU qo’shimcha energiya oladi (Tunnel effekt). O’ta o’tkazgichda issiqlik yo’qotishlar bo’lmagani sababli, undagi bu «ortiqcha» energiyani faqat energiya kvantini nurlash yo’li bilangina chiqarib tashlash mumkin. Kvantning ω> chastotasi va U kuchlanish hω=2eU munosabat bilan bog’langan. Demak, Jozefson elementi elektromagnit nurlanish manbai bo’lib hizmat qilishi mumkin.
Bunday nurlanishni birinchi marta 1965 yilda bir gruppa sobiq sovet olimlari Xarkov fizika-texnika institutida kuzatdilar.
Jozefson elementlari tashqi nurlanishlarning sezgir detektorlari bo’lib xizmat qilishi ham mumkin, bunday tashqi nurlanishlar ularning volt-amper xarakteristikalarida xarakterli xususiyatlar (bosqichlar)ning paydo bo’lishiga olib keladi (5-rasm).
Keyingi vaqtlarda Jozefson xotira elementli o’ta o’tkazuvchan EHM yaratishga doir tadqiqotlarga katta ahamiyat berilmoqda. Jozefson effekti asosida chastota priyomniklari, kuchaytirgichlari, o’zgartirgichlari yaratilgan bo’lib, ular rekord xarakteristikalarga egadir. Bu ajoyib effekt qo’llaniladigan krioelektronika sohasi (eletkronikaning past temperaturalar qo’llaniladigan sohasi) tobora kengaytirib bormoqda.
