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ジョセフソン効果 ジョセフソンこうかJosephson effect

翻訳|Josephson effect

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

ジョセフソン効果
ジョセフソンこうか
Josephson effect

2つの超伝導体を弱く結合 (たとえば,数 nmの薄い絶縁体を通して接合) したときに起る超伝導現象。 1962年 B.ジョセフソンが理論的に見出した。2つの超伝導体に電圧をかけないでも,超伝導に特有な電子対がトンネル効果で絶縁膜を通過して一方向に流れるものを直流ジョセフソン効果という。外部から超伝導体間に電圧 V をかけると,それに比例する周波数 2eV/h ( e は電子の電荷hプランク定数 ) の交流電流が流れる。これを交流ジョセフソン効果という。これらの現象は2つの超伝導体の状態を与えるマクロの波動現象の位相の差が重要な働きをしていて,超伝導が波動的性格をもつ巨視的スケールでの量子効果であることを示している。巨視的スケールでの位相は,超流動ヘリウムの性質を説明するうえでも重要な概念になっている。ジョセフソン効果を示す構造をジョセフソン接合という。ジョセフソン効果は,直流効果と磁束量子化とを組合せた高感度磁束計 (スクイド ) や,交流効果を用いた国際電圧標準などに広く応用されている。一般にこの効果を利用した回路素子はジョセフソン素子と呼ばれ,高速スイッチング素子として期待されている。 (→磁束量子 )  

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知恵蔵の解説

ジョセフソン効果

ごく薄い絶縁膜を挟んだ2つの超伝導体の間には、外部電界を加えなくても、トンネル効果によって電流が流れる現象。英国の物理学者B.D.ジョセフソンによって理論的に予言され、その後実証された。上記の3層構造に直流電圧を加えると、高周波の交流電流が発生し、その周波数は直流電圧の大きさに比例する。これらの現象を利用して、数ピコ(p)秒という超高速動作のスイッチング素子や、非常に感度の高い磁界検出素子、SQUIDが開発されている。

(荒川泰彦 東京大学教授 / 桜井貴康 東京大学教授 / 2007年)

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デジタル大辞泉の解説

ジョセフソン‐こうか〔‐カウクワ〕【ジョセフソン効果】

薄い絶縁膜を挟んで二つ超伝導体を接合すると、トンネル効果によって絶縁膜を通して、まったく電気抵抗を受けない超伝導電流を生じる現象。

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百科事典マイペディアの解説

ジョセフソン効果【ジョセフソンこうか】

きわめて薄い絶縁膜をはさんで二つの超伝導体を接合したものに直流電流を流していくと,電流が小さいときは絶縁膜の両側に電圧は生じないが,電流が大きくなって電圧Vがかかると周波数2eV/h(eは電気素量,hはプランク定数)の交流が生じるという現象。
→関連項目ジョセフソン素子超電導材料

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法則の辞典の解説

ジョセフソン効果【Josephson's effect】

薄い絶縁膜を隔てて二つの超伝導体を接触させると,トンネル効果のために電圧を印加しなくともこの両者間に電流が流れる.1962年にジョセフソン(B. D. Josephson)がこの存在を理論的に計算し,翌年にアンダーソンとローウェルドが実際に存在することを実証した.これは伝導帯にある電子ではなく,もっとエネルギーの低い充満帯にある電子(クーパー対*)が膜を隔ててトンネル効果*で移動するために起きる.

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世界大百科事典 第2版の解説

ジョセフソンこうか【ジョセフソン効果 Josephson effect】

きわめて薄い絶縁膜をはさんで二つの超伝導体を接合したとき,電子対が絶縁膜を通り抜けることにより,二つの超伝導体の秩序パラメーターの位相差の正弦に比例する電流が流れる現象。1962年イギリスのジョセフソンBrian David Josephson(1940‐ )によって理論的に予言され,翌年,実験で確かめられた(この業績により,ジョセフソンは1973年度のノーベル賞を受賞)。 ジョセフソン効果は,超伝導の担い手である電子対のトンネル効果によって生ずるものである。

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大辞林 第三版の解説

ジョセフソンこうか【ジョセフソン効果】

二つの超伝導体を薄い絶縁膜を挟んで接合するとき、絶縁膜を通して、電気抵抗を全く受けない電流が流れる現象。

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世界大百科事典内のジョセフソン効果の言及

【トンネル効果】より

…この効果は超伝導体のエネルギーギャップの存在を実験的に証明し,その大きさを決定する有力な手段となった。もう一つは,62年,B.D.ジョセフソンが予言した効果(ジョセフソン効果)で,クーパー対と呼ばれる特定の電子対が酸化膜の両側の超伝導体間を移動する現象である。このとき生ずる流れは超電流と呼ばれ,前者と異なる特性を示す。…

※「ジョセフソン効果」について言及している用語解説の一部を掲載しています。

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