Josephson diode
جوزفسن ڈایڈڈ ایک الیکٹرانک آلہ ہے جو برقی کرنٹ کو ایک سمت میں سپر کنڈکٹ کرتا ہے اور دوسری سمت میں مزاحم ہوتا ہے۔ یہ آلہ ایک جوزفسن جنکشن ہے جو ایک سپر کنڈکٹنگ ڈایڈڈ ایفیکٹ (ایس ڈی ای) کی نمائش کرتا ہے۔ یہ کوانٹم میٹریل جوزفسن جنکشن (کیو ایم جے جے) کی ایک مثال ہے، جہاں جنکشن میں کمزور لنک ایک کوانٹم میٹریل ہے۔ جوزفسن ڈایڈڈ اثر سپر کنڈکٹنگ آلات میں ہو سکتا ہے جہاں ٹائم ریورسل سمیٹری اور انورژن سمیٹری ٹوٹ جاتی ہے۔ جوزفسن ڈایڈس کو دو زمروں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے، جن میں بیرونی (مقناطیسی) فیلڈ کی ضرورت ہوتی ہے اور جن میں بیرونی مقناطیسی فیلڈ کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔ نام نہاد "فیلڈ فری" جوزفسن ڈایڈس۔ 2021 میں، جوزفسن ڈایڈڈ کو غیر سینٹروسیمیٹرک مواد میں اطلاق شدہ مقناطیسی میدان کی عدم موجودگی میں محسوس کیا گیا، اس کے بعد جلد ہی ایک الٹا-سمیٹرک ڈیوائس میں صفر فیلڈ جوزفسن ڈایڈڈ کا پہلا احساس ہوا۔ جوزفسن ڈایڈڈ کا نام برطانوی طبیعیات دان برائن ڈیوڈ جوزفسن کے نام پر رکھا گیا ہے، جس نے جوزفسن اثر کی پیش گوئی کی تھی۔ اور مزاحم ڈایڈڈ، کیونکہ اس کا ایک ہی کام ہے۔ 2007 میں ایک "جوزفسن ڈایڈڈ" تجویز کیا گیا تھا جس کا ڈیزائن سیمی کنڈکٹر میں روایتی پی این جنکشن سے ملتا جلتا تھا، لیکن اس میں سوراخ اور الیکٹران ڈوپڈ سپر کنڈکٹر کا استعمال کیا گیا تھا۔ یہ "جوزفسن فلکسونک ڈایڈڈ" سے مختلف ہے جو 2000 کی دہائی سے پہلے متعارف کرایا گیا تھا۔ یہ اس سے بھی مختلف ہے کہ یہ اصطلاح فی الحال کس طرح استعمال کی جاتی ہے، جہاں جوزفسن ڈایڈڈ ایک جوزفسن جنکشن ہے جو ایک سپر کنڈکٹنگ ڈایڈڈ اثر کی نمائش کرتا ہے۔ 2020 میں، ایک مصنوعی [Nb/V/Ta] n سپر لیٹس میں ایک سپر کنڈکٹنگ ڈایڈڈ اثر دکھایا گیا تھا۔ ایک فیلڈ فری سپر کنڈکٹنگ ڈایڈڈ اثر 2021 میں NbSe2/Nb3Br8/NbSe2-ایک جوزفسن ڈایڈڈ کے وین ڈیر والز ہیٹرو اسٹرکچر میں محسوس کیا گیا۔ یہ ہیٹرو اسٹرکچر ایک کوانٹم میٹریل جوزفسن جنکشن ہے، جس میں کمزور لنک (Nb3Br8) ایک کوانٹم میٹریل ہے جس کی پیش گوئی کی جاتی ہے کہ وہ ایک رکاوٹ جوہری موصلیت/موٹ موصلیت ہے، اور یہ غیر سینٹروسیمیٹرک ہے، جس کا مطلب ہے کہ یہ مثبت اور منفی رفتار والے الیکٹرانوں کے درمیان فرق کرتا ہے۔ اس کے فورا بعد، چھوٹے موڑ-زاویہ سہ پرت گرافین میں ایک صفر فیلڈ ڈایڈڈ اثر مشاہدہ کیا گیا، ایک ایسا نظام جس میں ان-پلین الٹ سمیٹری ہوتی ہے۔ اس معاملے میں، سپر کنڈکٹنگ اسٹیٹ خود ٹائم ریورسل سمیٹری اور ان-پلین الٹ سمیٹری کو توڑنے کے لیے ذمہ دار ہے۔ سپر کنڈکٹنگ ڈایڈڈ اثر سپر کنڈکٹنگ ڈایڈڈ اثر غیر باہمی سپر کنڈکٹیویٹی کی ایک مثال ہے، جہاں ایک مواد ایک سمت میں سپر کنڈکٹنگ اور دوسری سمت میں مزاحم ہوتا ہے۔ جب مربع لہر AC-کرنٹ کا اطلاق ہوتا ہے تو یہ نصف لہر کی اصلاح کا باعث بنتا ہے۔ 2020 میں، اس اثر کا مظاہرہ ایک مصنوعی [Nb/V/Ta] n سپر لیٹس میں کیا گیا۔ خیال کیا جاتا ہے کہ جوزفسن ڈایڈڈ میں یہ رجحان غیر متناسب جوزفسن ٹنلنگ سے پیدا ہوتا ہے۔ روایتی سیمی کنڈکٹنگ جنکشن ڈایڈس کے برعکس، سپر کنڈکٹنگ ڈایڈس کا اثر جوزفسن جنکشن کے ساتھ ساتھ جنکشن فری بلک سپر کنڈکٹرز میں بھی محسوس کیا جا سکتا ہے۔ نظریہ فی الحال، جوزفسن ڈایڈڈ اثر کے پیچھے عین طریقہ کار کو پوری طرح سے سمجھا نہیں گیا ہے۔ تاہم، کچھ نظریات سامنے آئے ہیں جو اب نظریاتی تحقیقات کے تحت ہیں۔ جوزفسن ڈایڈس کی دو قسمیں ہیں، جن سے متعلق ہم آہنگی کو توڑا جا رہا ہے۔ الٹا توڑنے والا جوزفسن ڈایڈڈ، اور جوزفسن ڈایڈڈ توڑنے والا الٹا توڑنے والا اور ٹائم ریورسل۔ جوزفسن ڈایڈڈ کی تشکیل کے لیے کم سے کم سمیٹری توڑنے کی ضرورت الٹ سمیٹری توڑنا ہے، اور غیر باہمی نقل و حمل حاصل کرنے کے لیے ضروری ہے۔ ایک مجوزہ میکانزم محدود مومنٹم کوپر جوڑوں سے نکلتا ہے۔ یہ بھی ممکن ہو سکتا ہے کہ جے ڈی میں سپر کنڈکٹنگ ڈایڈڈ اثر سیلف فیلڈ اثرات سے پیدا ہو، لیکن اس کا اب بھی سختی سے مطالعہ کرنا ہوگا۔ حوالہ جات ڈیوڈس جوزفسن اثر