Josephson diode
ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಡಯೋಡ್ ಒಂದು ವಿದ್ಯುನ್ಮಾನ ಸಾಧನವಾಗಿದ್ದು ಅದು ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಒಂದು ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟ್ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇನ್ನೊಂದು ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿರೋಧಕವಾಗಿದೆ. ಈ ಸಾಧನವು ಸೂಪರ್ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಡಯೋಡ್ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು (ಎಸ್ಡಿಇ) ಪ್ರದರ್ಶಿಸುವ ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಆಗಿದೆ. ಇದು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಟೀರಿಯಲ್ ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ (ಕ್ಯೂಎಂಜೆಜೆ) ಗೆ ಒಂದು ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಜಂಕ್ಷನ್ನಲ್ಲಿನ ದುರ್ಬಲ ಕೊಂಡಿಯು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ವಸ್ತುವಾಗಿದೆ. ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಡಯೋಡ್ ಪರಿಣಾಮವು ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸಬಹುದು, ಅಲ್ಲಿ ಸಮಯ ಹಿಮ್ಮುಖ ಸಮ್ಮಿತಿ ಮತ್ತು ವಿಲೋಮ ಸಮ್ಮಿತಿಯು ಮುರಿದುಹೋಗುತ್ತದೆ. ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಡಯೋಡ್ಗಳನ್ನು ಎರಡು ವರ್ಗಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದು, ಬಾಹ್ಯ (ಕಾಂತೀಯ) ಕ್ಷೇತ್ರದ ಅಗತ್ಯವಿರುವವು ಮತ್ತು ಬಾಹ್ಯ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲದವು; "ಕ್ಷೇತ್ರ-ಮುಕ್ತ" ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಡಯೋಡ್ಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುತ್ತವೆ. 2021ರಲ್ಲಿ, ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಡಯೋಡ್ಅನ್ನು ಕೇಂದ್ರಸಮಮಿತಿಯಲ್ಲದ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಅನ್ವಯಿಕ ಕಾಂತೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಅನುಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಲಾಯಿತು, ನಂತರ ಶೀಘ್ರದಲ್ಲೇ ವಿಲೋಮ-ಸಮಮಿತಿಯ ಸಾಧನದಲ್ಲಿ ಶೂನ್ಯ-ಕ್ಷೇತ್ರ ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಡಯೋಡ್ನ ಮೊದಲ ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಲಾಯಿತು. ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಡಯೋಡ್ಗೆ ಬ್ರಿಟಿಷ್ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಬ್ರಿಯಾನ್ ಡೇವಿಡ್ ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಅವರ ಹೆಸರನ್ನು ಇಡಲಾಗಿದೆ, ಅವರು ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಊಹಿಸಿದರು; ಮತ್ತು ಪ್ರತಿರೋಧಕ ಡಯೋಡ್, ಇದು ಇದೇ ರೀತಿಯ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದರಿಂದ. 2007ರಲ್ಲಿ "ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಡಯೋಡ್" ಅನ್ನು ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ನಲ್ಲಿನ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಪಿ-ಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ಗಳಂತೆಯೇ ವಿನ್ಯಾಸದೊಂದಿಗೆ ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾಯಿತು, ಆದರೆ ರಂಧ್ರ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಡೋಪ್ಡ್ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಯಿತು. ಇದು 2000ದ ದಶಕದ ಮೊದಲು ಪರಿಚಯಿಸಲಾದ "ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಫ್ಲಕ್ಸೋನಿಕ್ ಡಯೋಡ್" ಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿದೆ. ಇದು ಪ್ರಸ್ತುತ ಈ ಪದವನ್ನು ಹೇಗೆ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತಿದೆ ಎಂಬುದಕ್ಕಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಡಯೋಡ್ ಒಂದು ಸೂಪರ್ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಡಯೋಡ್ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುವ ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಆಗಿದೆ. 2020ರಲ್ಲಿ, ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಡಯೋಡ್ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಕೃತಕ [Nb/V/Ta] n ಸೂಪರ್ ಲ್ಯಾಟಿಸ್ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಫೀಲ್ಡ್-ಫ್ರೀ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಡಯೋಡ್ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು 2021 ರಲ್ಲಿ ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಡಯೋಡ್-ಎನ್ಬಿಎಸ್ಇ 2/ಎನ್ಬಿ 3 ಬಿಆರ್ 8/ಎನ್ಬಿಎಸ್ಇ 2 ರ ವ್ಯಾನ್ ಡೆರ್ ವಾಲ್ಸ್ ಹೆಟೆರೊಸ್ಟ್ರಕ್ಚರ್ನಲ್ಲಿ ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಲಾಯಿತು. ಈ ಹೆಟೆರೊಸ್ಟ್ರಕ್ಚರ್ ಒಂದು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಟೀರಿಯಲ್ ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ ಆಗಿದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ದುರ್ಬಲ ಕೊಂಡಿ (Nb3Br8) ಒಂದು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ವಸ್ತುವಾಗಿದ್ದು, ಇದು ನಿರ್ಬಂಧಿತ ಪರಮಾಣು ಅವಾಹಕ/ಮಾಟ್ ಅವಾಹಕ ಎಂದು ಊಹಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಇದು ಸೆಂಟ್ರೋಸಿಮೆಟ್ರಿಕ್ ಅಲ್ಲ, ಅಂದರೆ ಇದು ಧನಾತ್ಮಕ ಮತ್ತು ಋಣಾತ್ಮಕ ಆವೇಗವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ನಡುವೆ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಅದಾದ ಕೆಲವೇ ದಿನಗಳಲ್ಲಿ, ಇನ್-ಪ್ಲೇನ್ ಇನ್ವರ್ಷನ್ ಸಮ್ಮಿತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸಣ್ಣ ಟ್ವಿಸ್ಟ್-ಆಂಗಲ್ ಟ್ರೈಲೇಯರ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ನಲ್ಲಿ ಶೂನ್ಯ-ಕ್ಷೇತ್ರ ಡಯೋಡ್ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಗಮನಿಸಲಾಯಿತು; ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಸ್ಥಿತಿಯೇ ಸಮಯದ ಹಿಮ್ಮುಖ ಸಮ್ಮಿತಿ ಮತ್ತು ಇನ್-ಪ್ಲೇನ್ ವಿಲೋಮ ಸಮ್ಮಿತಿಯನ್ನು ಮುರಿಯಲು ಕಾರಣವಾಗಿದೆ. ಸೂಪರ್ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಡಯೋಡ್ ಪರಿಣಾಮ ಸೂಪರ್ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಡಯೋಡ್ ಪರಿಣಾಮವು ಪರಸ್ಪರವಲ್ಲದ ಸೂಪರ್ಕಂಡಕ್ಟಿವಿಟಿಗೆ ಒಂದು ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಒಂದು ವಸ್ತುವು ಒಂದು ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಸೂಪರ್ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಆಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇನ್ನೊಂದು ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿರೋಧಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಇದು ಚದರ ತರಂಗ ಎಸಿ-ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ ಅರ್ಧ-ತರಂಗ ಸುಧಾರಣೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. 2020ರಲ್ಲಿ, ಈ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಕೃತಕ [Nb/V/Ta] n ಸೂಪರ್ ಲ್ಯಾಟಿಸ್ನಲ್ಲಿ ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲಾಯಿತು. ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಡಯೋಡ್ನಲ್ಲಿನ ವಿದ್ಯಮಾನವು ಅಸಮಪಾರ್ಶ್ವದ ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಟನಲಿಂಗ್ನಿಂದ ಹುಟ್ಟಿಕೊಂಡಿದೆ ಎಂದು ನಂಬಲಾಗಿದೆ. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಅರೆವಾಹಕ ಜಂಕ್ಷನ್ ಡಯೋಡ್ಗಳಿಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿ, ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಡಯೋಡ್ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ಗಳಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಜಂಕ್ಷನ್-ಮುಕ್ತ ಬೃಹತ್ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ಗಳಲ್ಲಿ ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಡಯೋಡ್ ಪರಿಣಾಮದ ಹಿಂದಿನ ನಿಖರವಾದ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲಾಗಿಲ್ಲ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಕೆಲವು ಸಿದ್ಧಾಂತಗಳು ಹೊರಹೊಮ್ಮಿವೆ, ಅವು ಈಗ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ತನಿಖೆಯಲ್ಲಿವೆ. ಎರಡು ರೀತಿಯ ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಡಯೋಡ್ಗಳಿವೆ, ಅವು ಯಾವ ಸಮ್ಮಿತಿಗಳನ್ನು ಮುರಿಯುತ್ತಿವೆ ಎಂಬುದಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿವೆ. ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಡಯೋಡ್ ಅನ್ನು ಮುರಿಯುವ ವಿಲೋಮ, ಮತ್ತು ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಡಯೋಡ್ ಅನ್ನು ಮುರಿಯುವ ವಿಲೋಮ ಮುರಿಯುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಸಮಯ-ಹಿಮ್ಮುಖ. ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಡಯೋಡ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಕನಿಷ್ಠ ಸಮ್ಮಿತಿ ಮುರಿಯುವ ಅವಶ್ಯಕತೆಯು ವಿಲೋಮ ಸಮ್ಮಿತಿ ಮುರಿಯುವಿಕೆಯಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಪರಸ್ಪರವಲ್ಲದ ಸಾಗಣೆಯನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಇದು ಅಗತ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಒಂದು ಪ್ರಸ್ತಾವಿತ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವು ಸೀಮಿತ ಆವೇಗದ ಕೂಪರ್ ಜೋಡಿಗಳಿಂದ ಹುಟ್ಟುತ್ತದೆ. ಜೆಡಿಯಲ್ಲಿನ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಡಯೋಡ್ ಪರಿಣಾಮವು ಸ್ವಯಂ-ಕ್ಷೇತ್ರ ಪರಿಣಾಮಗಳಿಂದ ಹುಟ್ಟಿಕೊಳ್ಳುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯೂ ಇದೆ, ಆದರೆ ಇದನ್ನು ಇನ್ನೂ ಕಟ್ಟುನಿಟ್ಟಾಗಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಬೇಕಾಗಿದೆ. ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಡಯೋಡ್ಸ್ ಜೋಸೆಫ್ಸನ್ ಪರಿಣಾಮ