بررسي تونل زني ماكروسكوپيك در پيوندهاي جوزفسون ذاتي

Investigation of Tunneling in Intrinsic Josephson Junctions

اثرتونل زني پديده بسيار مهمي است كه بيان مي كند اگر يك ذره انرژي اش از ارتفاع سد پتانسيل كمتر باشد مي تواند از سد تونل زده و عبوركند. اين با فيزيك كلاسيك مغايرت دارد. در فيزيك كلاسيك ذره تنها زماني مي تواند از سد عبور كند كه انرژي اش حداقل برابر ارتفاع سد باشد. در پيوند جوزفسون تونل زني به صورت دسته جمعي و ماكروسكوپي رخ مي دهد. به اين حالت تونل زني كوانتومي ماكروسكوپي مي گويند و بررسي اين پديده به لحاظ تاثيرش روي مشخصه جريان- ولتاژ و محاسبه نرخ تونل زني كوانتومي ماكروسكوپي در اين پيوندها از اهميت بالايي برخوردار است. كه در اين مقاله ما يك پيوندگاه جوزفسون را در دماي مشخص T در نظر مي گيريم، نرخ تونل زني كوانتومي را براي آن به صورت تحليلي محاسبه كرده و سپس معادلات حاكم بر اين پديده را از روي مدل هاي موجود بدست مي آوريم. معادلات بدست آمده را به صورت كامپيوتري شبيه سازي مي كنيم و مشخصه جريان- ولتاژ سيستم را بدست مي آوريم. با بررسي و تفسير نتايج شبيه سازي، تاثير تونل زني روي مشخصه جريان- ولتاژ را بدست مي آوريم.

Tunneling effect is a very important phenomenon, which states that, a particles with energy less than the height of a barrier can tunnel and pass though the barrier, which violate the classical physics. In classical physics a particle can only pass through a barrier when its energy is at least equal to the height of the barrier. This tunneling phenomenon which is absolutely quantum effect, has essential role in the decay of unstable nuclei and has many applications including tunnel diode and the scanning tunneling microscope. In this paper we study the tunneling in Josephson junction. Josephson junction is a system in which two superconducting layer separated by an insulating layer with a thickness in the range of nanometers. In this system tunneling occurs collectively in the macroscopic scale. This case is called macroscopic quantum tunneling and investigating this phenomenon because of its effect on current-voltage characteristics of system has great importance. In this paper we consider a Josephson junction which is connected to the voltage V then we calculate the quantum tunneling rate.