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超导电子学
（electronicsofsuperconductivity）百科小物
理
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超导电子学（electronicsofsuperconductivity）
超导电子学(electronicsofsuperconductivity)
1962年约瑟夫(Josephson)从理论上提出了凝聚的库珀电子
对在零电压下也有隧道效应，并为实验所证实。之后，他对
两超导层中间夹绝缘层，即S-I-S隧道结的计算又给出隧道
电流j为：
j=j0(V)sin [a0(V) a1(V)cos]V
式中右边第一项即使在零电压(V=0)时也存在，通常称之谓
约瑟夫森电流，它与隧道结二边的超导电子对波函数的相位
差关系密切，这种特征显示着与通常的准粒子隧道效应不
同，与此相联系的超电流隧道效应相关的现象一起称约瑟夫
森隧道效应，也可包括直流约瑟夫森效应和交流约瑟夫效应
等从广义上的理解。上式右边第二项为准粒子隧道电流，第
三项是与相关的准粒子隧道电流，它们只有在电压V0时才
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伴随显现。伴随着约瑟夫森隧道效应开展的一系列理论、实
验和应用的研究，特别是一系列超导量子器件(约瑟夫森器
件)的诞生并进入电子学领域，形成了一个新的低温电子学
重要领域，即超导电子学。例如超导结可用于制作高频振荡
放大、检波和混频等器件。贾埃弗(I.Giaever)用超导结的
单电子隧道效应可测量超导能隙和态密度以及它们与温度
的关系等。约瑟夫森超导隧道结制成的超导量子干涉器
(SQUID)可用于灵敏度高达10-11GHz-1的磁强计和可测量至
`10^{-15}VHz^{-1/2}`的电压计等，并可作为引力波探测和
对生物磁性的研究等，如对人体代替作心电图的心磁图测
检。约瑟夫森器件用作超导计算机元件也已取得可喜的进
展。
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