нована на законах не геометричній, а хвильової оптики, призводить до можливості проникнення світла в другу середу. При цьому якщо оптично щільніша середовище являє собою тонку пластину, то світлова хвиля проходить крізь неї, незважаючи на те що кут падіння більше граничного.
А тепер згадаємо про подвійну природу електрона. Частка у квантовій механіці - це не зовсім звичайний кульку, нехай навіть надмалих розмірів, вона навіть володіє і хвильовими двойствен, а хвиля, як ми з'ясували, все ж злегка проникає в заборонену область, вона як би перевіряє можливість проникнення в це середовище. При цьому амплітуда загасає і тим швидше, або говорять інакше, ніж вище енергетичний бар'єр. p> Виходить, що яка б не була енергія електрона і як би не був високий енергетичний бар'єр, завжди є відмінна від нуля ймовірність знайти електрон всередині бар'єру, а якщо бар'єр не надто гладкий, те й за бар'єром, по інший сторону. Тоді на звороті бар'єру з'являється кінцева амплітуда, а відповідно до законів квантової механіки квадрат амплітуди і визначає ймовірність того, що електрон буде тут знайдений, якщо провести відповідні експерименти.
При цьому електрони В«пробиваютьВ» тільки строго горизонтальні тунелі, на виході з яких повна енергія частинок точно така ж, як і на вході. Тунелювання можливо тільки в тому випадку, якщо рівні, на які переходять електрони, не зайняті, і то в іншому випадку заборона Паулі.
Отже, не маючи достатньої енергії, щоб перескочити через перешкоду, як би В«пориваєВ» тунель в його надрах. Ймовірність такого переходу, або як кажуть фізики, прозорість енергії залежить від енергії електрона і дуже сильно від ширини і висоти бар'єру. Тунельний ефект ставати спостерігаємо лише при товщинах бар'єрів, менших 100 Г…, так що у застосовуваних електричних ізоляційних покриттів величезний запас міцності у відношенні тунельного струму.
3.6 Ефект Джозефсона.
Якщо тунельний контакт двох надпровідників включити під зовнішню ланцюг з джерелом струму і встановлюється такий, щоб задовольнити співвідношенню I = I 0 sinj, де j - різниця фаз, по обидві сторони заряду в деякій його точці, а I 0 - максимальний тунельний струм, пропорційний площі тунельного переходу і прозорість бар'єру. Але звернемо увагу на те, що в цей вираз для струму ніяк не входить напруга на контакті. При нульовій різниці через тунельний контакт, утворений двома сверхпроводниками розділених шаром діелектрика може проникати постійний струм. Це явище називають стаціонарним явищем Джозефсона. Вольт - амперна характеристика джозефсонского тунельного контакту показана на рісунке14. Вертикальна риска при U = 0 і є струм, що передбачається співвідношенням Джозефсона.
Залежність повного струму через перехід від магнітного поля вельми своєрідна - вона періодична по полю і має вигляд, зображений на малюнку 15.
Тут ми стикаємося з явищем квантування магнітного потоку в надпровідниках. Струм зникає всякий раз, коли перехід містить ціле число квантів магнітного потоку Ф 0 , і досягає максимуму відповідно при половинному, полуторному й інші значення магнітного потоку Ф 0 . З ростом числа квантів струм в максимумі ставати все менше.
Подивимося тепер, що станеться, якщо до джозефсонскому тунельному контакту докласти постійну різницю потенціалів. Для цього випадку Джозефсон передбачив ще більш дивні ефекти, а саме при появі постійної напруги I на тунельному контакті через нього повинен йти високочастотний змінний струм - це явище називають стаціонарним явищем Джозефсона. p> Частоту змінного джозефсонского струму легко підрахувати. При наявності різниці потенціалів між двома сверхпроводниками енергія двох систем куперовских пар по обидві сторони від переходу відрізняються на величину DЕ = 2еU (2е - заряд пари). Саме таку кількість може отримати пар від джерела напруги при проходженні через діелектричний шар. При протіканні надпровідного струму не потрібно витрат в енергії, і отримана куперовской парою пропорція 2еU випромінюється у вигляді кванта з енергією hn = 2еU. Це випромінювання з частотою n = 2еU h і було зареєстровано в експериментальних з контактами Джозефсона. Але випромінювати електромагнітні хвилі може тільки змінний струм - саме такий струм і тече через джозефсонскій тунельний контакт.
Зазначимо одне преціпіальное технічне гідність. Навіть при дуже малих напругах джозефсонскій тунельний контакт виробляє такі частоти, які не завжди легко отримати іншими відомими способами.
Експериментально виявити нестаціонарний ефект виявилося значно важче, ніж постійний струм Джозефсона. Надзвичайно малої потужності і дуже висока частота випромінювання, генерованого тунельним контактом, ускладнювали й без того не легку експериментальну задачу.
3.7 Вплив кристалічної решітки.
Якщо у найзагальніших рисах в загальних рисах с...
