Stochastické modelování dynamiky elektrických obvodů obsahujících Josephsonův spoj

• Thesis title in Czech: Stochastické modelování dynamiky elektrických obvodů; obsahujících Josephsonův spoj
• Thesis title in English: Stochastic modelling of the dynamics of electric circuits ; with a Josephson junction
• Academic year of topic announcement: 2011/2012
• Thesis type: Bachelor's thesis
• Department: Department of Condensed Matter Physics (32-KFKL)
• Supervisor: doc. RNDr. Tomáš Novotný, Ph.D.

Guidelines

1. základní porozumění fyzice Josephsonova spoje z odborné literatury
2. osvojení si základních principů stochastického modelování
3. modelování dynamiky Josephsonových spojů v obvodech s různými elektronickými prvky
4. interpretace a porozumění výsledkům, příp. porovnání s experimenty; v případě zájmu
vývoj aproximativních analytických metod ve vhodných limitních případech

References

1. Ch. Kittel: Úvod do fyziky pevných látek, Academia, Praha, 1985
2. D. R. Tilley a J. Tilley: Superfluidity and superconductivity, Hilger, Bristol,
3.vydání, 1990
3. H. Risken: The Fokker-Planck Equation, Springer, Berlin, 2. vydání, 1989
4. N. G. Van Kampen: Stochastic Processes in Physics and Chemistry, North Holland,
Amsterdam, 2. vydání, 1992
5. C. W. Gardiner: Handbook of Stochastic Methods for Physics, Chemistry and the Natural
Sciences, Springer, Berlin, 3. vydání, 1994
6. P. E. Kloeden a E. Platen: Numerical solution of stochastic differential equations,
Springer, Berlin, 3. vydání, 1999
7. G. Sun et al., cond-mat/0602401

Preliminary scope of work

Josephsonův spoj [1,2], tvořený tenkou izolující vrstvičkou mezi dvěma supravodiči, tvoří jeden z nejzajímavějších elektronických prvků, jejichž použití se zvažuje v rámci mnoha nanotechnologických aplikací, např. v molekulární elektronice. Jeho silně nelineární volt-ampérová charakteristika vede ke komplikované dynamice elektronických obvodů, jež tento spoj obsahují. Kromě nelinearity přispívá k výsledné dynamice podstatným způsobem rovněž elektronický šum [3,4,5], který je neoddělitelnou a nezanedbatelnou součástí každého dostatečně malého elektronického obvodu a který v obvodech s Josephsonovým spojem indukuje bistabilní chování a další zajímavé jevy jako např. resonanční aktivaci [7].

Cílem navržené práce je modelování elektronické dynamiky obvodů s Josephsonovým spojem. Předpokládá se zvládnutí základů stochastické dynamiky a jejich numerická implementace [3,6] pro obvody obsahující různé elektronické prvky. Součástí práce bude snaha o porozumění výsledkům na základě zjednodušených analyticky řešitelných modelů v příslušných limitních případech, příp. porovnání s experimenty.

Podrobnosti u T. Novotného (KFKL, Ke Karlovu 5, místnost F061, e-mail: [e-mail]).
Po konzultaci se mohou tamtéž přihlásit. Práce je též vhodná pro uchazeče o navazující magisterské studium s případnou možností vypsání diplomové práce rozšiřující (podstatným způsobem) tuto problematiku.