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简答题单电子隧道效应和多电子隧道效应有什么不同,举例说明,并画出它们的直流V-I曲线。
  • 单电子隧道效应:指N-I-N隧道结的隧道效应,因正常金属中自由电子可看做以独立的单电子形式隧穿绝缘层势垒。对有超导体参与的隧道结,在有热激发下有少量电子处于能隙能上的能态上,这些电子的隧道效应也视为单电子隧道效应。

    双电子隧道效应:当隧道结(S-I-S)处于超导状态,不加外电压时,存在一个超导电流(I),超导电流穿过绝缘层并不引起电压降,夹在超导体间的绝缘层也具有超导性。超导电流的临界值Ic一般为几十微安到几十毫安之间,这样的效应成为直流约瑟夫效应。给隧道结加一电压V时,存在一个交变的超导电子对隧道电流,高频交流电的频率f0与V成正比,此效应为交流约瑟夫效应。
    直流约瑟夫效应的图为:
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