Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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TT: Tiefe Temperaturen

TT 8: Josephson-Kontakte

TT 8.8: Vortrag

Dienstag, 23. März 1999, 12:15–12:30, F2

Kopplung von Josephson–Oszillationen in Schichtsupraleitern auf Grund von Ladungsfluktuationen — •Ch. Preis¹, Ch. Helm¹, A. Sergeev¹, J. Keller¹ und R. Kleiner² — ¹Institut für Theoretische Physik, Universität Regensburg, 93040 Regensburg — ²Physikalisches Institut III, Universität Erlangen-Nürnber, D-91058 Erlangen

Der c-Achsen Transport in den stark anisotropen Hoch-T_c Supraleitern kann gut durch ein Modell beschrieben werden, bei dem die supraleitenden CuO₂-Schichten einen Stapel von Josephson–Kontakten bilden. Solange die Abmessungen des Stapels entlang der Schichten klein gegenüber der Josephson–Eindringtiefe sind, können die Phasen ϕ_l (l: Schichtindex) der Supraleiter als konstant angenommen werden und somit gibt es keine induktive Kopplung zwischen benachbarten Kontakten. Dennoch sind die Josephson–Oszillationen in verschiedenen Kontakten auf Grund von Ladungsfluktuationen miteinander gekoppelt, die ein nicht verschwindendes verallgemeinertes skalares Potential Φ_l − (ℏ/2e)∂ ϕ_l/∂ t (Φ_l: skalares Potential) auf den Schichten erzeugen.

Aus der mikroskopischen Theorie des Tunneleffektes erhalten wir ein System aus gekoppelten RSJ-artigen Differentialgleichungen, welche die Dynamik der Josephson–Oszillationen beschreiben. An Hand der analytischen und numerischen Lösung dieser nichtlinearen Gleichungen diskutieren wir den Einfluss der Kopplung auf die Strom-Spannungs Charakteristik. Darüberhinaus untersuchen wir die Synchronisation der Phasenoszillationen in verschiedenen Kontakten („phase-locking“).