К теории эффекта Джозефсона в диффузионном туннельном контакте

Анотація

Теоретически исследованы особенности равновесного токового состояния туннельного джозефсоновского контакта диффузионных сверхпроводников (с длиной пробега l, малой по сравнению с длиной когерентности x₀) в одномерной геометрии, когда растекание тока в берегах контакта отсутствует. Показано, что в этой ситуации понятие &quotслабой связи&quot со скачком фазы параметра порядка Ф-1 существует только при достаточно малой прозрачности барьера Г&lt&ltl/x₀)&lt&lt1в противном случае наличие туннельного перехода практически не сказывается на распределении модуля и фазы параметра порядка. Установлено, что при протекании джозефсоновского тока в окрестности туннельного барьера возникают локализованные состояния электронных возбуждений, которые представляют собой континуальный аналог андреевских уровней в баллистическом контакте, причем глубина соответствующей &quotпотенциальной ямы&quot существенно превышает расстояние андреевского уровня от границы непрерывного спектра при одинаковой прозрачности барьера. В отличие от баллистического контакта, где джозефсоновский ток полностью переносится локализованными возбуждениями, в диффузионном контакте вклад в ток вносит вся область спектра вблизи границы энергетической щели, где плотность состояний существенно отличается от ее невозмущенного значения. Вычислена поправка к току Джозефсона j(Ф) во втором порядке по прозрачности контакта, содержащая вторую гармонику скачка фазы Ф, и установлено, что в теории возмущений для диффузионного контакта истинным параметром разложения j(Ф) является не вероятность туннелирования Г, а существенно больший параметр W= (3x₀ /4l)Г. Это облегчает условия экспериментального наблюдения высших гармоник j(Ф) в контактах с регулируемой прозрачностью барьера.