钟握军，罗 颖，赖 伟

(赣南师范大学 物理与电子信息学院，江西 赣州 341000)



·光子学与光子技术·

在施温格表象下讨论约瑟夫森效应*

钟握军，罗 颖，赖 伟

(赣南师范大学 物理与电子信息学院，江西 赣州 341000)

用角动量算符的施温格表象研究约瑟夫森效应，得到了表征约瑟夫森效应的约瑟夫森方程，并将此方法与现有研究该效应的方法进行了对比，发现此方法不仅能给出相同的结果，还能更加细致地描述约瑟夫森效应这一物理过程的微观结构.

约瑟夫森方程； 角动量算符； 施温格表象

1962年，B. D. Josephson在理论上预言，将两块同样的超导体用一个绝缘薄层连接起来，当绝缘层的厚度足够小时，一侧超导体中的库珀电子对(Cooper electron pair)将能隧穿绝缘层，进入到另一侧的超导体中，在结中形成约瑟夫森隧穿电流，这就是约瑟夫森效应[1].约瑟夫森效应是一种宏观量子效应，其理论意义重大[2]，是少有的几种宏观量子效应之一，且该效应在电子学领域也有十分广泛的应用[3].

基于约瑟夫森效应的上述典型性和重要性，本科的量子力学课程以及固体物理课程对之均有介绍或讨论[4-8]，且这些讨论均是在量子力学的波动形式下进行的.本文从量子力学的矩阵形式下角动量的施温格表象出发，用算符去讨论约瑟夫森效应，并推导出约瑟夫森方程.通过新的方法将对约瑟夫森效应的本质有进一步的了解，并且将其与通常的方法进行比较，分析它们的优缺点.

1 角动量的施温格……

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