Teorie a využití střídavého Josephsonova jevu

• Název práce v češtině: Teorie a využití střídavého Josephsonova jevu
• Název v anglickém jazyce: Theory and application of the AC Josephson effect
• Klíčová slova: supravodivost|Josephsonův jev
• Klíčová slova anglicky: superconductivity|Josephson effect
• Akademický rok vypsání: 2023/2024
• Typ práce: bakalářská práce
• Ústav: Katedra fyziky kondenzovaných látek (32-KFKL)
• Vedoucí / školitel: doc. RNDr. Tomáš Novotný, Ph.D.

Zásady pro vypracování

Student se seznámí se základy fyziky supravodičů (na úrovni Ginzburg-Landauovy teorie), konkrétně stejnosměrným a střídavým Josephsonovým jevem. Na základě vlastní rešerše popíše nejběžnější aplikace střídavého Josephsonova jevu. Podle zájmu je možné věnovat další část práce hlubšímu pochopení teorie Josephsonova jevu, podrobnějšímu popisu aplikací, nebo moderním experimentům.

Seznam odborné literatury

[1] Ch. Kittel: Úvod do fyziky pevných látek, Praha, Academia (1985).
[2] M. Tinkham: Introduction to Superconductivity, USA, McGraw-Hill (1996).
[3] Český metrologický ústav, Státní etalon stejnosměrného napětí ( https://www.cmi.cz/statni%20etalon%20stejnosmerneho%20napeti )
[4] A. Barone, G. Paterno: Physics and applications of the Josephson effect, USA, John Wiley & Sons (1982).
[5] M. C. Cassidy et al., Demonstration of an ac Josephson junction laser, Science 355(6328), p. 939-942 (2017).

Předběžná náplň práce

Situace, kdy mezi dvěma supravodiči oddělenými tenkou izolující vrstvou teče elektrický proud, se nazývá Josephsonův jev. Jedná se o speciální případ kvantově-mechanického tunelování. Takovému supravodivému spoji se říká Josephsonův přechod. Jestliže je na Josephsonův přechod přivedeno konstantní stejnosměrné napětí, teče obvodem střídavý proud (proto střídavý Josephsonův jev).
Zařízení založená na střídavém Josephsonově jevu se využívají mimo jiné jako kvantový standard napětí, nebo jako detektory milimetrových vln. Střídavý Josephsonův jev ve složitějších nanostrukturách je otevřená oblast výzkumu.