जोसेफसन डायोड: Difference between revisions
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एक जोसेफसन डायोड इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है जो [[ अतिचालकता |अतिचालकता]] विद्युत प्रवाह दिशा में और दूसरी दिशा में प्रतिरोधी है। उपकरण [[ सुपरकंडक्टिंग डायोड प्रभाव |अतिचालक डायोड प्रभाव]] (एसडीई) प्रदर्शित करने वाला [[जोसेफसन प्रभाव]] है। यह [[क्वांटम सामग्री|क्वांटम पदार्थ]] जोसेफसन जंक्शन (क्यूएमजेजे) का उदाहरण है, जहां जंक्शन में अशक्त कड़ी क्वांटम पदार्थ है। | |||
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जोसेफसन डायोड को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है, जिनके लिए बाहरी (चुंबकीय) क्षेत्र की आवश्यकता होती है और जिन्हें बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता नहीं होती है; तथाकथित "क्षेत्र-मुक्त" जोसेफसन | जोसेफसन डायोड को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है, जिनके लिए बाहरी (चुंबकीय) क्षेत्र की आवश्यकता होती है और जिन्हें बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता नहीं होती है; तथाकथित "क्षेत्र-मुक्त" जोसेफसन डायोड 2021 में, फील्ड-फ्री जोसेफसन डायोड का अनुभव हुआ था।<ref name=":0">{{Cite journal |last1=Wu |first1=Heng |last2=Wang |first2=Yaojia |last3=Xu |first3=Yuanfeng |last4=Sivakumar |first4=Pranava K. |last5=Pasco |first5=Chris |last6=Filippozzi |first6=Ulderico |last7=Parkin |first7=Stuart S. P. |last8=Zeng |first8=Yu-Jia |last9=McQueen |first9=Tyrel |last10=Ali |first10=Mazhar N. |date=April 2022 |title=वैन डेर वाल्स हेटरोस्ट्रक्चर में क्षेत्र-मुक्त जोसेफसन डायोड|url=https://www.nature.com/articles/s41586-022-04504-8 |journal=Nature |language=en |volume=604 |issue=7907 |pages=653–656 |doi=10.1038/s41586-022-04504-8 |pmid=35478238 |arxiv=2103.15809 |bibcode=2022Natur.604..653W |s2cid=248414862 |issn=1476-4687}}</ref> | ||
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जोसेफसन डायोड का नाम ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी [[ब्रायन जोसेफसन]] <ref name=":0" /> डेविड के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने जोसेफसन प्रभाव की पूर्वानुमान किया था; और प्रतिरोधक डायोड, क्योंकि इसका कार्य समान है। 2007 में एक "जोसेफसन डायोड" को ऐसे डिज़ाइन के साथ प्रस्तावित किया गया था जो अर्धचालक में पारंपरिक पी-एन जंक्शनों के समान था, किन्तु छिद्र और इलेक्ट्रॉन डोप्ड सुपरकंडक्टर्स का उपयोग करता था। <ref name=":1">{{Cite journal |last1=Hu |first1=Jiangping |last2=Wu |first2=Congjun |last3=Dai |first3=Xi |date=2007-08-09 |title=जोसेफसन डायोड का प्रस्तावित डिजाइन|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.99.067004 |journal=Physical Review Letters |volume=99 |issue=6 |pages=067004 |bibcode=2007PhRvL..99f7004H |doi=10.1103/PhysRevLett.99.067004 |pmid=17930858}}</ref> यह "जोसेफसन फ्लक्सोनिक डायोड" से अलग है जिसे 2000 के दशक से पहले पेश किया गया था। <ref>{{Cite journal |last1=Raissi |first1=F. |last2=Nordman |first2=J. E. |date=1994-10-03 |title=जोसेफसन फ्लक्सोनिक डायोड|url=https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.112859 |journal=Applied Physics Letters |volume=65 |issue=14 |pages=1838–1840 |doi=10.1063/1.112859 |bibcode=1994ApPhL..65.1838R |issn=0003-6951}}</ref><ref>{{Cite journal |last1=Raissi |first1=F. |last2=Nordman |first2=J.E. |date=June 1995 |title=जोसेफसन फ्लक्सोनिक डायोड के लिए सिमुलेशन और प्रयोग की तुलना|url=https://ieeexplore.ieee.org/document/403209 |journal=IEEE Transactions on Applied Superconductivity |volume=5 |issue=2 |pages=2943–2946 |doi=10.1109/77.403209 |bibcode=1995ITAS....5.2943R |s2cid=34110010 |issn=1558-2515}}</ref><ref>{{Cite journal |last=Kadin |first=A. M. |date=1990-12-01 |title=अतिचालक उपकरणों में द्वैत और फ्लक्सोनिक्स|url=https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.346969 |journal=Journal of Applied Physics |volume=68 |issue=11 |pages=5741–5749 |doi=10.1063/1.346969 |bibcode=1990JAP....68.5741K |issn=0021-8979}}</ref><ref>{{Cite journal |last1=Nordman |first1=James E. |last2=Beyer |first2=James B. |date=1995-06-13 |title=फ्लक्स क्वांटा का उपयोग कर अतिचालक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण।|url=https://apps.dtic.mil/sti/citations/ADA295627 |language=en}}</ref> यह उस शब्द से भी भिन्न है जिसका उपयोग वर्तमान में किया जाता है, जहां जोसेफसन डायोड एक जोसेफसन जंक्शन है जो एक अतिचालक डायोड प्रभाव प्रदर्शित करता है। | |||
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2020 के प्रदर्शन में प्रयुक्त चालक गैर-सेंट्रोसिमेट्रिक था जो स्थानिक समरूपता को तोड़ता है, जिसका अर्थ है कि यह सकारात्मक और नकारात्मक गति वाले इलेक्ट्रॉनों के बीच अंतर करता है। इसके अतिरिक्त, 2021 प्रणाली ने अस्थायी समरूपता को भी तोड़ दिया था स्पिन-अप इलेक्ट्रॉनों को सकारात्मक गति के साथ नकारात्मक गति वाले स्पिन-डाउन इलेक्ट्रॉनों से अलग व्यवहार करने की अनुमति दी थी।<ref>{{Cite web |date=2022-05-04 |title=वैज्ञानिकों ने जोसेफसन डायोड का अनावरण किया|url=https://physicsworld.com/scientists-unveil-josephson-diode/ |access-date=2022-11-15 |website=Physics World |language=en-GB}}</ref> | |||
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एक जोसेफसन डायोड इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है जो अतिचालकता विद्युत प्रवाह दिशा में और दूसरी दिशा में प्रतिरोधी है। उपकरण अतिचालक डायोड प्रभाव (एसडीई) प्रदर्शित करने वाला जोसेफसन प्रभाव है। यह क्वांटम पदार्थ जोसेफसन जंक्शन (क्यूएमजेजे) का उदाहरण है, जहां जंक्शन में अशक्त कड़ी क्वांटम पदार्थ है।
जोसेफसन डायोड को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है, जिनके लिए बाहरी (चुंबकीय) क्षेत्र की आवश्यकता होती है और जिन्हें बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता नहीं होती है; तथाकथित "क्षेत्र-मुक्त" जोसेफसन डायोड 2021 में, फील्ड-फ्री जोसेफसन डायोड का अनुभव हुआ था।[1]
इतिहास
जोसेफसन डायोड का नाम ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी ब्रायन जोसेफसन [1] डेविड के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने जोसेफसन प्रभाव की पूर्वानुमान किया था; और प्रतिरोधक डायोड, क्योंकि इसका कार्य समान है। 2007 में एक "जोसेफसन डायोड" को ऐसे डिज़ाइन के साथ प्रस्तावित किया गया था जो अर्धचालक में पारंपरिक पी-एन जंक्शनों के समान था, किन्तु छिद्र और इलेक्ट्रॉन डोप्ड सुपरकंडक्टर्स का उपयोग करता था। [2] यह "जोसेफसन फ्लक्सोनिक डायोड" से अलग है जिसे 2000 के दशक से पहले पेश किया गया था। [3][4][5][6] यह उस शब्द से भी भिन्न है जिसका उपयोग वर्तमान में किया जाता है, जहां जोसेफसन डायोड एक जोसेफसन जंक्शन है जो एक अतिचालक डायोड प्रभाव प्रदर्शित करता है।
2020 में, एक कृत्रिम [Nb/V/Ta] सुपरलैटिस में एक अतिचालक डायोड प्रभाव दिखाया गया था।[7] एक क्षेत्र-मुक्त अतिचालक डायोड प्रभाव 2021 में NbSe2/Nb3Br8/NbSe2 एक जोसेफसन डायोड के वैन डेर वाल्स हेटरोस्ट्रक्चर में अनुभव किया गया था। यह हेटरोस्ट्रक्चर एक क्वांटम पदार्थ जोसेफसन जंक्शन है, जहां अशक्त लिंक (Nb3Br8) एक क्वांटम पदार्थ है, जिसे एक बाधित परमाणु इन्सुलेटर / मॉट इन्सुलेटर होने की पूर्वानुमान की गई है। [1][8][9][10]
2020 के प्रदर्शन में प्रयुक्त चालक गैर-सेंट्रोसिमेट्रिक था जो स्थानिक समरूपता को तोड़ता है, जिसका अर्थ है कि यह सकारात्मक और नकारात्मक गति वाले इलेक्ट्रॉनों के बीच अंतर करता है। इसके अतिरिक्त, 2021 प्रणाली ने अस्थायी समरूपता को भी तोड़ दिया था स्पिन-अप इलेक्ट्रॉनों को सकारात्मक गति के साथ नकारात्मक गति वाले स्पिन-डाउन इलेक्ट्रॉनों से अलग व्यवहार करने की अनुमति दी थी।[11]
अतिचालक डायोड प्रभाव
अतिचालक डायोड प्रभाव पारस्परिकता (विद्युत नेटवर्क) सुपरकंडक्टिविटी का उदाहरण है, जहां पदार्थ दिशा में अतिचालक है और दूसरे में प्रतिरोधी है। यह अर्ध-तरंग सुधार की ओर जाता है जब वर्ग तरंग प्रत्यावर्ती धारा या एसी-धारा प्रयुक्त होती है। 2020 में, इस प्रभाव को सुपर लेटेक्स कृत्रिम [Nb/V/Ta]n में प्रदर्शित किया गया था ।[7] माना जाता है कि जोसेफसन डायोड में घटना असममित जोसेफसन टनलिंग से उत्पन्न हुई है।[1]
सिद्धांत
वर्तमान में, जोसेफसन डायोड प्रभाव के पीछे स्पष्ट तंत्र पूरी तरह से समझा नहीं गया है। चूँकि, कुछ सिद्धांत सामने आए हैं जो अब सैद्धांतिक जाँच के अधीन हैं। जोसेफसन डायोड दो प्रकार के होते हैं, जिनके संबंध में सममिति (भौतिकी) को तोड़ा जा रहा है। व्युत्क्रम विच्छेदन जोसेफसन डायोड और इनवर्जन ब्रेकिंग प्लस टी-समरूपता या टाइम-रिवर्सल ब्रेकिंग जोसेफसन डायोड या जोसेफसन डायोड बनाने के लिए न्यूनतम समरूपता तोड़ने की आवश्यकता उलटा समरूपता तोड़ना है।[12] गैर-पारस्परिक परिवहन प्राप्त करने के लिए समरूपता को तोड़ना आवश्यक है। शॉर्ट जोसेफसन जंक्शनों के लिए अन्य प्रस्तावित तंत्र, परिमित गति कूपर जोड़े से उत्पन्न होता है।[13] यह भी संभव हो सकता है कि जेडी में अतिचालक डायोड प्रभाव स्व-क्षेत्र प्रभावों से उत्पन्न होता है, किन्तु अभी भी इसका गहन अध्ययन किया जाना है।[14][15]
संदर्भ
- ↑ 1.0 1.1 1.2 1.3 Wu, Heng; Wang, Yaojia; Xu, Yuanfeng; Sivakumar, Pranava K.; Pasco, Chris; Filippozzi, Ulderico; Parkin, Stuart S. P.; Zeng, Yu-Jia; McQueen, Tyrel; Ali, Mazhar N. (April 2022). "वैन डेर वाल्स हेटरोस्ट्रक्चर में क्षेत्र-मुक्त जोसेफसन डायोड". Nature (in English). 604 (7907): 653–656. arXiv:2103.15809. Bibcode:2022Natur.604..653W. doi:10.1038/s41586-022-04504-8. ISSN 1476-4687. PMID 35478238. S2CID 248414862.
- ↑ Hu, Jiangping; Wu, Congjun; Dai, Xi (2007-08-09). "जोसेफसन डायोड का प्रस्तावित डिजाइन". Physical Review Letters. 99 (6): 067004. Bibcode:2007PhRvL..99f7004H. doi:10.1103/PhysRevLett.99.067004. PMID 17930858.
- ↑ Raissi, F.; Nordman, J. E. (1994-10-03). "जोसेफसन फ्लक्सोनिक डायोड". Applied Physics Letters. 65 (14): 1838–1840. Bibcode:1994ApPhL..65.1838R. doi:10.1063/1.112859. ISSN 0003-6951.
- ↑ Raissi, F.; Nordman, J.E. (June 1995). "जोसेफसन फ्लक्सोनिक डायोड के लिए सिमुलेशन और प्रयोग की तुलना". IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 5 (2): 2943–2946. Bibcode:1995ITAS....5.2943R. doi:10.1109/77.403209. ISSN 1558-2515. S2CID 34110010.
- ↑ Kadin, A. M. (1990-12-01). "अतिचालक उपकरणों में द्वैत और फ्लक्सोनिक्स". Journal of Applied Physics. 68 (11): 5741–5749. Bibcode:1990JAP....68.5741K. doi:10.1063/1.346969. ISSN 0021-8979.
- ↑ Nordman, James E.; Beyer, James B. (1995-06-13). "फ्लक्स क्वांटा का उपयोग कर अतिचालक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण।" (in English).
{{cite journal}}: Cite journal requires|journal=(help) - ↑ 7.0 7.1 Ando, Fuyuki; Miyasaka, Yuta; Li, Tian; Ishizuka, Jun; Arakawa, Tomonori; Shiota, Yoichi; Moriyama, Takahiro; Yanase, Youichi; Ono, Teruo (August 2020). "अतिचालक डायोड प्रभाव का अवलोकन". Nature (in English). 584 (7821): 373–376. doi:10.1038/s41586-020-2590-4. ISSN 1476-4687. PMID 32814888. S2CID 221182970.
- ↑ Xu, Yuanfeng; Elcoro, Luis; Song, Zhi-Da; Vergniory, M. G.; Felser, Claudia; Parkin, Stuart S. P.; Regnault, Nicolas; Mañes, Juan L.; Bernevig, B. Andrei (2021-06-17). "फिलिंग-एनफोर्स्ड ऑब्सट्रक्ट एटॉमिक इंसुलेटर". arXiv:2106.10276 [cond-mat.mtrl-sci].
- ↑ Xu, Yuanfeng; Elcoro, Luis; Li, Guowei; Song, Zhi-Da; Regnault, Nicolas; Yang, Qun; Sun, Yan; Parkin, Stuart; Felser, Claudia; Bernevig, B. Andrei (2021-11-03). "तीन आयामी वास्तविक अंतरिक्ष आक्रमणकारी, अवरूद्ध परमाणु इंसुलेटर और सक्रिय उत्प्रेरक साइटों के लिए एक नया सिद्धांत". arXiv:2111.02433 [cond-mat.mtrl-sci].
- ↑ Zhang, Yi; Gu, Yuhao; Weng, Hongming; Jiang, Kun; Hu, Jiangping (2023). "Mottness in two-dimensional van der Waals Nb3X8 monolayers (X=Cl,Br,andI)". Physical Review B. 107 (3): 035126. arXiv:2207.01471. Bibcode:2023PhRvB.107c5126Z. doi:10.1103/PhysRevB.107.035126. S2CID 255998779.
- ↑ "वैज्ञानिकों ने जोसेफसन डायोड का अनावरण किया". Physics World (in British English). 2022-05-04. Retrieved 2022-11-15.
- ↑ Zhang, Yi; Gu, Yuhao; Hu, Jiangping; Jiang, Kun (2022-07-10). "जोसेफसन डायोड का सामान्य सिद्धांत". Physical Review X. 12 (4): 041013. arXiv:2112.08901. Bibcode:2022PhRvX..12d1013Z. doi:10.1103/PhysRevX.12.041013. S2CID 245218901.
- ↑ Davydova, Margarita; Prembabu, Saranesh; Fu, Liang (2022-06-10). "यूनिवर्सल जोसेफसन डायोड प्रभाव". Science Advances (in English). 8 (23): eabo0309. arXiv:2201.00831. Bibcode:2022SciA....8O.309D. doi:10.1126/sciadv.abo0309. ISSN 2375-2548. PMC 9176746. PMID 35675396.
- ↑ Goldman, A. M.; Kreisman, P. J. (1967-12-10). "जोसेफसन जंक्शनों में मीस्नर प्रभाव और भंवर प्रवेश". Physical Review. 164 (2): 544–547. Bibcode:1967PhRv..164..544G. doi:10.1103/PhysRev.164.544.
- ↑ Yamashita, Tsutomu; Onodera, Yutaka (1967-08-01). "Magnetic‐Field Dependence of Josephson Current Influenced by Self‐Field". Journal of Applied Physics. 38 (9): 3523–3525. Bibcode:1967JAP....38.3523Y. doi:10.1063/1.1710164. ISSN 0021-8979.
