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ジョセフソン効果とジョセフソン素子

ショートカット: 違い類似点ジャカード類似性係数参考文献

ジョセフソン効果とジョセフソン素子の違い

ジョセフソン効果 vs. ジョセフソン素子

ョセフソン効果(ジョセフソンこうか、)は、弱く結合した2つの超伝導体の間に、超伝導電子対のトンネル効果によって超伝導電流が流れる現象である。1962年に、当時ケンブリッジ大学の大学院生だったブライアン・ジョセフソンによって理論的に導かれ、ベル研究所のアンダーソンとローウェルによって実験的に検証された。1973年、ブライアン・ジョセフソンは江崎玲於奈らと共にジョゼフソン効果の研究によりノーベル物理学賞を受賞した。波動関数の位相というミクロな量をマクロに観測できるという点で、超伝導の特徴を最も端的に示す現象と言うことができる。超伝導量子干渉計(SQUID)のようなジョセフソン効果による量子力学回路の重要な実用例もある。 弱結合の種類としては、トンネル接合、サブミクロンサイズのブリッジ、ポイントコンタクト等がある。また、トンネル障壁としては厚さ 程度の絶縁体、厚さ 程度の常伝導金属あるいは半導体等が使われる。弱結合を介して流れる超伝導電流をジョセフソン電流、ジョセフソン効果を示すトンネル接合をジョセフソン接合と呼ぶ。電子デバイスとして扱われる場合はジョセフソン素子と呼ばれる。. ョセフソン素子(ジョセフソンそし、Josephson device)とは、極薄の絶縁体あるいは常伝導金属薄膜を超伝導体で挟んだときに生じる「ジョセフソン効果」を用いた電子素子である。ブライアン・ジョセフソンによって考案された。 二つの超伝導体の間に薄い絶縁体を挟んで弱く接合した「ジョセフソン接合」に電流を流すと、トンネル効果によって二つの超伝導体間に直流電流が流れるが、電圧をかけるとその電圧に比例した周波数の振動電流が発生する。この「ジョセフソン効果」を応用したものがジョセフソン素子であり、そのスイッチング速度が従来のシリコン半導体より速いため、シリコン素子を超える夢のコンピュータの高速素子として期待された。 しかし、ジョセフソン素子は超低温下でしか動作しないため、液体ヘリウムで冷却する必要があるが、コスト高となることからまだ本格的な実用化には至っていない。高温超伝導体の応用研究が進むにつれ液体窒素の冷却温度でも作動するジョセフソン素子の開発が進みつつある。近年ではテラヘルツ波の発振器としても期待が高まりつつある。.

ジョセフソン効果とジョセフソン素子間の類似点

ジョセフソン効果とジョセフソン素子は(ユニオンペディアに)共通で5ものを持っています: トンネル効果ブライアン・ジョゼフソンジョセフソンコンピュータ絶縁体超伝導

トンネル効果

トンネル効果 (トンネルこうか) 、量子トンネル(りょうしトンネル )、または単にトンネリングとは、古典力学的には乗り越えられないはずのを粒子があたかも障壁にあいたトンネルを抜けたかのように通過する量子力学的現象である。太陽のような主系列星で起こっている核融合など、いくつかの物理的現象において欠かせない役割を果たしている。トンネルダイオード、量子コンピュータ、走査型トンネル顕微鏡などの装置において応用されているという意味でも重要である。この効果は20世紀初頭に予言され、20世紀半ばには一般的な物理現象として受け入れられた。 トンネリングはハイゼンベルクの不確定性原理と物質における粒子と波動の二重性を用いて説明されることが多い。この現象の中心は純粋に量子力学的な概念であり、量子トンネルは量子力学によって得られた新たな知見である。.

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ブライアン・ジョゼフソン

ブライアン・D・ジョゼフソン(Brian David Josephson, 1940年1月4日 - )は、イギリスの物理学者。王立協会フェロー。ジョゼフソン効果と呼ばれることになる現象を予測した研究で1973年のノーベル物理学賞を受賞。 2007年末現在、ケンブリッジ大学名誉教授として、キャベンディッシュ研究所の凝縮系物質理論 (TCM) 部門において、Mind-Matter Unification Project(精神-物質統合プロジェクト)を指揮している。トリニティ・カレッジのフェローでもある。.

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ジョセフソンコンピュータ

ョセフソンコンピュータ(Josephson Computer)は、ジョセフソン素子を使用したコンピュータである。その素子の極低温の作動可能域のために、液体ヘリウム冷凍機など何らかの高度な冷却が通常必須である。低消費電力、高速などの特長が期待されているが、研究途上の技術であり、実用化され広く使われてはいない。主に日本とアメリカ合衆国で研究されている。また従来のコンピュータを画期的に高性能化させるためのものとしての研究の他、量子コンピュータへの利用も研究されているが、いずれにしても基本的には研究段階である。.

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絶縁体

絶縁体(ぜつえんたい、insulator)は、電気あるいは熱を通しにくい性質を持つ物質の総称である。.

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超伝導

超伝導(ちょうでんどう、superconductivity)とは、特定の金属や化合物などの物質を非常に低い温度へ冷却したときに、電気抵抗が急激にゼロになる現象。「超電導」と表記されることもある。1911年、オランダの物理学者ヘイケ・カメルリング・オンネスにより発見された。この現象と同時に、マイスナー効果により外部からの磁力線が遮断されることから、電気抵抗の測定によらなくとも、超伝導状態が判別できる。この現象が現れるときの温度は超伝導転移温度と呼ばれ、この温度を室温程度に上昇させること(室温超伝導)は、現代物理学の重要な研究目標の一つ。.

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ジョセフソン効果とジョセフソン素子の間の比較

ジョセフソン素子が10を有しているジョセフソン効果は、39の関係を有しています。 彼らは一般的な5で持っているように、ジャカード指数は10.20%です = 5 / (39 + 10)。

参考文献

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