초전도체의 순환전류 효과는 Josephson Junction(조셉슨 접합)에서 나타나는 현상으로, 두 초전도체가 얇은 절연층으로 분리된 경우 나타납니다. 이 효과는 크게 Josephson 효과라고도 불리며, 다음과 같이 설명됩니다.
Josephson Junction의 형성
Josephson Junction은 두 개의 초전도체가 얇은 절연층으로 분리되어 있는 구조입니다. 이 절연층은 전자가 자유롭게 터널링 할 수 있는 특성을 가지고 있습니다.
Josephson 터널링
Josephson Junction을 통과하는 두 초전도체 사이에서는 Cooper pair(쿠퍼 페어)가 터널링 할 수 있습니다. 이는 양자 역학적인 터널링으로, 일정한 확률로 쿠퍼 페어가 Josephson Junction을 통과할 수 있게 됩니다.
순환전류 발생
Josephson 터널링에 의해 쿠퍼 페어가 Junction을 통과하면서 나타나는 현상 중 하나가 순환전류입니다. 즉, Junction을 통과한 쿠퍼 페어가 두 초전도체 간에 흐르면서 나타나는 전류입니다.
최종 결과
Josephson Junction에서의 순환전류 효과는 정확한 위상 동기화를 유지하면서 일정한 주기로 나타나는데, 이를 Josephson Effect(조셉슨 효과)라고 합니다. 이는 정밀한 전류 측정 장치로 감지될 수 있으며, 이를 활용한 여러 응용분야가 있습니다.