Josephson diode
જોસેફસન ડાયોડ એ એક ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણ છે જે વિદ્યુત પ્રવાહને એક દિશામાં સુપરકન્ડક્ટ કરે છે અને બીજી દિશામાં પ્રતિરોધક છે. આ ઉપકરણ જોસેફસન જંકશન છે જે સુપરકન્ડક્ટિંગ ડાયોડ ઇફેક્ટ (એસ. ડી. ઈ.) દર્શાવે છે. તે ક્વોન્ટમ મટિરિયલ જોસેફસન જંકશન (ક્યુએમજેજે) નું ઉદાહરણ છે, જ્યાં જંકશનમાં નબળી કડી ક્વોન્ટમ મટિરિયલ છે. જોસેફસન ડાયોડ અસર સુપરકન્ડક્ટિંગ ઉપકરણોમાં થઈ શકે છે જ્યાં સમય ઉલટાવી સમપ્રમાણતા અને વ્યુત્ક્રમ સમપ્રમાણતા તૂટી જાય છે. જોસેફસન ડાયોડ્સને બે વર્ગોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે, જેને બાહ્ય (ચુંબકીય) ક્ષેત્રની જરૂર હોય છે અને જેને બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રની જરૂર નથી; કહેવાતા "ક્ષેત્ર-મુક્ત" જોસેફસન ડાયોડ. 2021 માં, જોસેફસન ડાયોડને બિન-કેન્દ્રસમમિત સામગ્રીમાં લાગુ ચુંબકીય ક્ષેત્રની ગેરહાજરીમાં સાકાર કરવામાં આવ્યો હતો, ત્યારબાદ ટૂંક સમયમાં જ વ્યુત્ક્રમ-સમમિત ઉપકરણમાં શૂન્ય-ક્ષેત્ર જોસેફસન ડાયોડની પ્રથમ અનુભૂતિ થઈ હતી. જોસેફસન ડાયોડનું નામ બ્રિટિશ ભૌતિકશાસ્ત્રી બ્રાયન ડેવિડ જોસેફસનના નામ પરથી રાખવામાં આવ્યું છે, જેમણે જોસેફસન અસરની આગાહી કરી હતી; અને પ્રતિરોધક ડાયોડ, કારણ કે તેનું કાર્ય સમાન છે. 2007માં "જોસેફસન ડાયોડ" ની એવી ડિઝાઇનની દરખાસ્ત કરવામાં આવી હતી જે સેમિકન્ડક્ટરમાં પરંપરાગત પી. એન. જંકશન જેવી જ હતી, પરંતુ તેમાં છિદ્ર અને ઇલેક્ટ્રોન ડોપ્ડ સુપરકન્ડક્ટરનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. આ "જોસેફસન ફ્લક્સોનિક ડાયોડ" થી અલગ છે જે 2000ના દાયકા પહેલા રજૂ કરવામાં આવ્યું હતું. તે હાલમાં આ શબ્દનો ઉપયોગ કેવી રીતે થાય છે તેનાથી પણ અલગ છે, જ્યાં જોસેફસન ડાયોડ એ જોસેફસન જંકશન છે જે સુપરકન્ડક્ટિંગ ડાયોડ અસર દર્શાવે છે. 2020માં, કૃત્રિમ [Nb/V/Ta] n સુપરલેટીસમાં સુપરકન્ડક્ટિંગ ડાયોડ અસર દર્શાવવામાં આવી હતી. ક્ષેત્ર-મુક્ત સુપરકન્ડક્ટિંગ ડાયોડ અસર 2021 માં જોસેફસન ડાયોડ-NbSe2/Nb3Br8/NbSe2 ના વેન ડેર વાલ્સ હેટેરોસ્ટ્રક્ચરમાં અનુભવાઇ હતી. આ હેટેરોસ્ટ્રક્ચર એ ક્વોન્ટમ મટિરિયલ જોસેફસન જંકશન છે, જેમાં નબળી કડી (Nb3Br8) એક ક્વોન્ટમ મટિરિયલ છે જે અવરોધિત અણુ અવાહક/મોટ અવાહક હોવાની આગાહી કરવામાં આવે છે, અને તે બિન-સેન્ટ્રોસિમેટ્રિક છે, જેનો અર્થ છે કે તે હકારાત્મક અને નકારાત્મક વેગ ધરાવતા ઇલેક્ટ્રોન વચ્ચે તફાવત કરે છે. ત્યારબાદ ટૂંક સમયમાં, નાના ટ્વિસ્ટ-એંગલ ટ્રાઇલેયર ગ્રાફિનમાં શૂન્ય-ક્ષેત્ર ડાયોડ અસર જોવા મળી હતી, જે એક એવી પ્રણાલી છે જે ઇન-પ્લેન ઇન્વર્ઝન સમપ્રમાણતા ધરાવે છે; આ કિસ્સામાં, સુપરકન્ડક્ટિંગ સ્થિતિ પોતે સમય રિવર્સલ સમપ્રમાણતા અને ઇન-પ્લેન ઇન્વર્ઝન સમપ્રમાણતાના વિરામ માટે જવાબદાર છે. સુપરકન્ડક્ટિંગ ડાયોડ અસર સુપરકન્ડક્ટિંગ ડાયોડ અસર એ બિન-પારસ્પરિક સુપરકન્ડક્ટિવિટીનું ઉદાહરણ છે, જ્યાં સામગ્રી એક દિશામાં સુપરકન્ડક્ટિંગ અને બીજી દિશામાં પ્રતિરોધક હોય છે. જ્યારે ચોરસ તરંગ AC-પ્રવાહ લાગુ કરવામાં આવે છે ત્યારે આ અર્ધ-તરંગ સુધારણા તરફ દોરી જાય છે. 2020 માં, આ અસર કૃત્રિમ [Nb/V/Ta] n સુપરલેટિસમાં દર્શાવવામાં આવી હતી. જોસેફસન ડાયોડમાં આ ઘટના અસમપ્રમાણ જોસેફસન ટનલિંગમાંથી ઉદ્ભવી હોવાનું માનવામાં આવે છે. પરંપરાગત સેમિકન્ડક્ટિંગ જંકશન ડાયોડથી વિપરીત, સુપરકન્ડક્ટિંગ ડાયોડ અસર જોસેફસન જંકશન તેમજ જંકશન-ફ્રી બલ્ક સુપરકન્ડક્ટર્સમાં અનુભવી શકાય છે. સિદ્ધાંતો હાલમાં, જોસેફસન ડાયોડ અસર પાછળની ચોક્કસ પદ્ધતિ સંપૂર્ણપણે સમજી શકાઇ નથી. જો કે, કેટલાક સિદ્ધાંતો ઉભરી આવ્યા છે જે હવે સૈદ્ધાંતિક તપાસ હેઠળ છે. જોસેફસન ડાયોડના બે પ્રકાર છે, જેનો સંબંધ સમપ્રમાણતાઓને તોડવા સાથે છે. જોસેફસન ડાયોડને તોડતો વ્યુત્ક્રમ અને જોસેફસન ડાયોડને તોડતો વ્યુત્ક્રમ ભંગ અને સમય-વ્યુત્ક્રમ. જોસેફસન ડાયોડની રચના માટે ન્યૂનતમ સમપ્રમાણતા તોડવાની જરૂરિયાત વ્યુત્ક્રમ સમપ્રમાણતા તોડવાની છે, અને બિન-પારસ્પરિક પરિવહન મેળવવા માટે જરૂરી છે. એક સૂચિત પદ્ધતિ મર્યાદિત વેગ કૂપર જોડીઓમાંથી ઉદ્ભવે છે. તે પણ શક્ય છે કે જે. ડી. માં સુપરકન્ડક્ટિંગ ડાયોડ અસર સ્વ-ક્ષેત્રની અસરોમાંથી ઉદ્ભવે છે, પરંતુ આનો હજુ પણ સખત અભ્યાસ કરવો પડશે. સંદર્ભો ડાયોડ્સ જોસેફસન અસર