जोसेफसन डायोड

एक जोसेफसन डायोड एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है जो अतिचालकता  विद्युत प्रवाह एक दिशा में और दूसरी दिशा में प्रतिरोधी है। डिवाइस एक  सुपरकंडक्टिंग डायोड प्रभाव  (एसडीई) प्रदर्शित करने वाला एक जोसेफसन प्रभाव है। यह क्वांटम सामग्री जोसेफसन जंक्शन (क्यूएमजेजे) का एक उदाहरण है, जहां जंक्शन में कमजोर कड़ी क्वांटम सामग्री है।

जोसेफसन डायोड को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है, जिनके लिए बाहरी (चुंबकीय) क्षेत्र की आवश्यकता होती है और जिन्हें बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता नहीं होती है; तथाकथित "क्षेत्र-मुक्त" जोसेफसन डायोड। 2021 में, फील्ड-फ्री जोसेफसन डायोड का एहसास हुआ।

इतिहास
फ़ाइल: NbSe2 और Nb3Br8.webp|thumb|NbSe का उपयोग करते हुए पहले क्षेत्र मुक्त जोसेफसन डायोड का उदाहरण योजनाबद्ध का उपयोग करते हुए जोसेफसन डायोड का योजनाबद्ध2 और नायब3बीआर8. जोसेफसन डायोड का नाम ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी ब्रायन जोसेफसन के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने जोसेफसन प्रभाव की भविष्यवाणी की थी; और प्रतिरोधक डायोड, क्योंकि इसका एक समान कार्य है। 2007 में एक जोसेफसन डायोड को एक डिजाइन के साथ प्रस्तावित किया गया था जो सेमीकंडक्टर में पारंपरिक पी-एन जंक्शन | पी-एन जंक्शन के समान था, लेकिन छेद और इलेक्ट्रॉन डॉप्ड सुपरकंडक्टर्स का उपयोग कर रहा था। यह जोसेफसन फ्लक्सोनिक डायोड से अलग है जिसे 2000 के दशक से पहले पेश किया गया था।   यह वर्तमान में उपयोग किए जाने वाले शब्द से भी अलग है, जहां जोसेफसन डायोड एक सुपरकंडक्टिंग डायोड प्रभाव प्रदर्शित करने वाला जोसेफसन जंक्शन है।

2020 में, एक कृत्रिम [Nb/V/Ta] में एक सुपरकंडक्टिंग डायोड प्रभाव दिखाया गया थाn सुपर लेटेक्स। निओबियम डिसेलेनाइड के एक वैन डेर वाल्स हेटरोस्ट्रक्चर में 2021 में एक क्षेत्र-मुक्त सुपरकंडक्टिंग डायोड प्रभाव महसूस किया गया था|NbSe2/नायब3बीआर8/एनबीएसई2 - एक जोसेफसन डायोड। यह हेटरोस्ट्रक्चर एक क्वांटम सामग्री जोसेफसन जंक्शन है, जहां कमजोर कड़ी (Nb3बीआर8) एक क्वांटम सामग्री है, जिसे एक बाधित परमाणु इन्सुलेटर/मोट इंसुलेटर होने की भविष्यवाणी की जाती है। 2020 के प्रदर्शन में प्रयुक्त कंडक्टर गैर-सेंट्रोसिमेट्रिक था जो स्थानिक समरूपता को तोड़ता है, जिसका अर्थ है कि यह सकारात्मक और नकारात्मक गति वाले इलेक्ट्रॉनों के बीच अंतर करता है। इसके अलावा, 2021 प्रणाली ने अस्थायी समरूपता को भी तोड़ दिया - स्पिन-अप इलेक्ट्रॉनों को सकारात्मक गति के साथ नकारात्मक गति वाले स्पिन-डाउन इलेक्ट्रॉनों से अलग व्यवहार करने की अनुमति दी।

सुपरकंडक्टिंग डायोड प्रभाव
सुपरकंडक्टिंग डायोड प्रभाव पारस्परिकता (विद्युत नेटवर्क) सुपरकंडक्टिविटी का एक उदाहरण है, जहां एक सामग्री एक दिशा में सुपरकंडक्टिंग है और दूसरे में प्रतिरोधी है। यह अर्ध-तरंग सुधार की ओर जाता है जब एक वर्ग तरंग प्रत्यावर्ती धारा | एसी-धारा लागू होती है। 2020 में, इस प्रभाव को एक कृत्रिम [Nb/V/Ta] में प्रदर्शित किया गया थाn सुपर लेटेक्स। माना जाता है कि जोसेफसन डायोड में घटना असममित जोसेफसन टनलिंग से उत्पन्न हुई है।

सिद्धांत
वर्तमान में, जोसेफसन डायोड प्रभाव के पीछे सटीक तंत्र पूरी तरह से समझा नहीं गया है। हालाँकि, कुछ सिद्धांत सामने आए हैं जो अब सैद्धांतिक जाँच के अधीन हैं। जोसेफसन डायोड दो प्रकार के होते हैं, जिनके संबंध में सममिति (भौतिकी) को तोड़ा जा रहा है। उलटा परिवर्तन  ब्रेकिंग जोसेफसन डायोड और इनवर्जन ब्रेकिंग प्लस टी-समरूपता | टाइम-रिवर्सल ब्रेकिंग जोसेफसन डायोड। जोसेफसन डायोड बनाने के लिए न्यूनतम समरूपता तोड़ने की आवश्यकता उलटा समरूपता तोड़ना है। गैर-पारस्परिक परिवहन प्राप्त करने के लिए समरूपता को तोड़ना आवश्यक है। शॉर्ट जोसेफसन जंक्शनों के लिए एक अन्य प्रस्तावित तंत्र, परिमित गति कूपर जोड़े से उत्पन्न होता है। यह भी संभव हो सकता है कि JD में सुपरकंडक्टिंग डायोड प्रभाव स्व-क्षेत्र प्रभावों से उत्पन्न होता है, लेकिन अभी भी इसका गहन अध्ययन किया जाना है।