Моделирование электромагнитной резонансной системы с джозефсоновским переходом

Abstract

A method for calculation of static characteristics of Josephson junction coupled with external electromagnetic resonant system and a computer program based on it are presented. Resistively shunted model is used for description of Josephson junction. Resonant system is presented by an equivalent circuit, which consists of an arbitrary number of RLC circuits. Thermal fluctuations of normal electron currents are taken into account in calculations. Simulation of the junction, which is strongly coupled with a resonator, was performed, and IV-curve features related with parametric resonance were obtained at various temperatures.

• superconductivity
• Josephson junction

Аннотация (на русском)

Моделирование электромагнитной резонансной системы с джозефсоновским переходом

В работе представлен метод вычисления статических характеристик джозефсоновского перехода, взаимодействующего с внешней электромагнитной резонансной системой, и компьютерная программа на его основе. Джозефсоновский переход описывается в рамках резистивной модели, а резонансная система описывается эквивалентной схемой, состоящей из набора произвольного количества RLC контуров. При вычислениях учитываются тепловые флуктуации токов нормальных электронов. Представлены результаты вычисления особенностей вольтамперной характеристики джозефсоновского перехода, связанные с параметрическим резонансом.

For citation

References

1. Дивин Ю.Я., Котелянский И.М., Губанков В.Н. Бикристаллические джозефсоновские переходы из с-ориентированных YBa2Cu3O7-x пленок для терагерцовой Гильберт-спектроскопии. РЭ, 2003, Т. 48, № 10, С. 1238-1249.
2. Дивин Ю.Я., Попе У., Котелянский И.М., Губанков В.Н., Урбан К. Терагерцовая спектроскопия на основе джозефсоновских переходов из высокотемпературных сверхпроводников. // РЭ, 2008, T.53, C.1205-1222.
3. Lyatti M., Divin Y., Poppe U., Urban K. Liquid identification by Hilbert spectroscopy // Supercond. Sci. Technol., 2009 V. 22, N. 11, P. 114005.
4. Волков О.Ю., Губанков В.Н., Гундарева И.И, Дивин Ю.Я., Павловский В.В. Джозефсоновская адмиттансная спектроскопия характеристик логопериодической антенны в субмиллиметровом диапазоне длин волн. РЭ, 2009, т. 54, № 11, с. 1381-1386.
5. Volkov O.Y., Divin Y.Y., Gubankov V.N., et. al. Terahertz characterization of external resonant systems by high-Tc Josephson junctions. // IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2011, V. 21, N. 3, P. 306-310.
6. Лихарев, К.К. Введение в динамику джозефсоновских переходов. М., Наука, 1985, 320 С.
7. Yoshida K. Effect of capacitance on noise-rounded current-voltage curves of a Josephson tunnel junction. // J. Appl. Phys., 1982, V.53, N.11, P. 7471-7478.
8. Kurkijarvi J., Ambegaokar V. Numerical calculation of thermal noise-voltage in a Josephson junction of finite capacitance // Phys. Lett., 1970, V. 31A, N. 6, P. 314-315.
9. Busse F., Nebel F.L., Herzog P. Effect of noise and capacitance on the dynamical characteristics of high-T, Josephson junctions. // Appl. Phys. Lett., 1993, V. 63, N. 12, P. 1687-1868.
10. Whan C. B., Lobb C. J., Forrester M. G. Effect of inductance in externally shunted Josephson tunnel junctions. // J. Appl. Phys., 1995, V.77, N.1, P. 382-289.
11. Milstein G. N., Tretyakov M. V. Stochastic Numerics for Mathematical Physics. Berlin, Springer, 2003, 594 P.
12. Intel Math Kernel Library // [Электронный ресурс]. URL: http://software.intel. com/en-us/intel-mkl
13. Волков А.Ф. Влияние импеданса внешней цепи на вольтамперную характеристику джозефсоновского перехода. Радиотехника и электроника. // 1972, Т.17, С.2581-2583.