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ジョセフソン素子

ASCII.jpデジタル用語辞典の解説

ジョセフソン素子

非常に薄い絶縁体の膜を2枚の超電導体の膜で挟んだ構造を持つ素子。片方の電極から電流を流すと絶縁膜の抵抗が超伝導体のように電気抵抗がゼロになり、電子電子]がエネルギー障壁を突き抜ける[[トンネル効果電子]がエネルギー障壁を突き抜ける[[トンネル効果]

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百科事典マイペディアの解説

ジョセフソン素子【ジョセフソンそし】

超伝導状態におけるジョセフソン効果を利用したスイッチング素子。薄膜絶縁層(5nm厚程度)を超伝導体で挟んだサンドイッチ構造で,接合部に流す電流が大きくなると電圧が発生する(ジョセフソン効果)。

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世界大百科事典 第2版の解説

ジョセフソンそし【ジョセフソン素子 Josephson device】

ジョセフソン効果を利用した超伝導量子効果素子。トンネル型と弱結合型素子がある(図)。前者は二つの超伝導体を数nmというごく薄い酸化膜を介して結合したもので,後者は二つの超伝導体の間隔をもう少し離し,その間を薄いあるいは細い超伝導体で結んだものである。弱結合部にはこのほか常伝導体や半導体材料も用いられる。 素子を通過する電流が,素子にかけた電圧の時間積分の正弦関数に比例することから,直流電圧をかけると電流が交流振動する。

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大辞林 第三版の解説

ジョセフソンそし【ジョセフソン素子】

ジョセフソン効果を利用した高速のスイッチング素子。コンピューターへの応用が期待されている。

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ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

ジョセフソン素子
ジョセフソンそし
Josephson device

ジョセフソン効果を利用して,極低温で動作する回路素子。ごく薄い絶縁膜 (20Å) を超伝導体が両側からはさむ簡単な構造になっている。マイクロ波発振と検出,直流電圧標準,論理・記憶素子などに応用できる。

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日本大百科全書(ニッポニカ)の解説

ジョセフソン素子
じょせふそんそし

超伝導状態における電流のトンネル効果(ジョセフソン効果)を利用した低温で動作するスイッチング素子。温度の点に問題はあるものの、半導体素子よりはるかに優れた性能をもち、近い将来に集積化されることが予想され、夢のLSI(大規模集積回路)が出現するものとして大いに期待されている。全体を極低温に保ち、2枚の導体部分は超伝導状態とし、その間に100万分の数ミリメートルの薄い絶縁体を挟んだサンドイッチ接合構造とする。絶縁体は非常に薄いので、トンネル効果による電流は流れるが、接合部には電圧が発生しない。しかしある電流値を超えると、接合部は本来の絶縁体に戻り、一定のギャップ電圧(導体がニオブの場合は約3ミリボルト)が発生する。このスイッチング速度はきわめて速く、所要電力も少ない。微細加工して接合容量を小さくすると、数ピコ秒(10-12秒)の時間でスイッチすることができ、しかも消費電力は数マイクロワット(10-6ワット)である。これらの値の積(ピコ秒×マイクロワット)は半導体素子に比べて4桁(けた)も小さい。なお、ジョセフソン効果は、イギリスのケンブリッジ大学の学生であった22歳のジョセフソンが1962年に予言したもので、翌年アメリカのベル研究所によって実証された。[川邊 潮]

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