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ジョセフソン電圧標準 ジョセフソンデンアツヒョウジュン

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デジタル大辞泉の解説

ジョセフソン‐でんあつひょうじゅん〔‐デンアツヘウジユン〕【ジョセフソン電圧標準】

ジョセフソン効果を利用して得られる電圧の標準。ジョセフソン素子周波数fのマイクロ波を照射すると階段状の電圧のステップが発生し、n番目のステップの電圧Vnは、Vn=nfh/2eと表される。プランク定数h、電気素量eは普遍定数であり、周波数fは極めて高い精度で得られるため、電圧の単位であるボルトを決定するための標準電圧を精確に定義できる。

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法則の辞典の解説

ジョセフソン電圧標準【Josephsonn voltage standard】

交流ジョセフソン効果を利用して電圧の単位(Volt)を与える方式.マイクロ波ジョセフソン素子に照射したとき,電流‐電圧曲線に規則的な階段状のステップが現れる.原点から数えて n 番目のステップの電圧は

で与えられる.v はマイクロ波の周波数で,10-10 以下の相対誤差で決定可能だから,きわめて精密な標準電圧が決定可能となる.わが国でも1977年以降この方式によって標準電圧が与えられることとなった.この際の比例定数基礎物理定数の定義値に従って

が用いられている.ジョセフソン同期効果*も参照.

出典|朝倉書店
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世界大百科事典 第2版の解説

ジョセフソンでんあつひょうじゅん【ジョセフソン電圧標準 Josephson voltage standard】

ジョセフソン効果を利用して得られる電圧の標準。交流ジョセフソン効果を利用し,時間的に不変の電圧標準を作ることができる。Sn‐SnOx‐Sn,Pb‐PbOx‐Pbのように数nmの絶縁物薄膜を二つの起電導体ではさんだジョセフソン素子に,周波数fのマイクロ波を照射し,数Kの極低温で電圧‐電流特性をとると階段状の電圧のステップ現象が認められる。n番目のステップ電圧をVn,eを電子の電荷,hプランク定数とすれば,次の関係がある。

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