直流约瑟夫森效应,超导体间通过弱连接形成约瑟夫森结

约瑟夫森效应属于隧道效应，但又不同于一般的隧道效应。是铜电子对通过超导体之间的弱连接形成约瑟夫森结的超流效应，隧道效应简介隧道效应是由微观粒子的涨落决定的量子效应，高温超导材料的应用非常广泛，大致可以分为三类:大电流应用(大电流应用)、电子应用(小电流应用)和抗磁性应用。

超导材料最吸引人的应用是发电、输电和储能。由于超导材料在超导状态下电阻为零，完全抗磁性，所以可以用极少的电能消耗获得10万高斯以上的稳态强磁场。使用常规导体作为磁体，要产生这么大的磁场，需要消耗3.5 MW的电能和大量的冷却水，投资巨大。超导磁体可用于制造交流超导发电机、MHD发电机和超导输电线路。高温超导材料的应用非常广泛，大致可以分为三类:大电流应用(大电流应用)、电子应用(小电流应用)和抗磁性应用。

超导磁悬浮列车利用超导材料的抗磁性，将超导材料置于永磁体之上。因为磁铁的磁力线无法穿过超导体，所以磁铁和超导体之间会产生排斥力，使超导体悬浮在磁铁上方。这种磁悬浮效应可以用来制作高速超导磁悬浮列车。超导磁体计算机高速计算机要求集成电路芯片上的元器件和连接线密集排布，但密集排布的电路在工作时会产生大量的热量，散热是VLSI面临的难题。

超导发电机制造大容量发电机的关键部件是线圈和磁铁。由于导线的电阻，线圈发热严重，如何冷却线圈成为难题。如果超导发电机用超导材料，线圈用非阻性超导材料，根本不会发热，冷却问题也就解决了，功率损耗可以降低50%。如果能在室温下实现超导，就能降低输电损耗。但是现在创造一个超导的条件太贵了。当然可以节省传动组成中的功率损耗。

有些物质的电阻在温度下降到一定值时会完全消失，这就是所谓的超导性。具有超导性的物质称为超导材料或超导体。超导材料包括金属低温超导材料、陶瓷高温超导材料和有机超导材料。超导技术的发展和应用对国民经济、军事技术、科学实验和医疗保健都有重要价值。超导是荷兰科学家H.K .阿尼斯在1911年发现的。他在做低温实验时，意外发现水银丝冷却到4.2K时，电阻突然消失了。

1957年，受雇于索尼公司的江崎玲于奈(1940 ~)发现，当PN结两端的电压增加时，电流减小，江崎玲于奈将这种异常的负阻现象解释为隧道效应。此后，姜奇利用这一效应制造了隧道二极管(也称为姜奇二极管)。1960年，美国出生的挪威科学家IvanGiaever (1929 ~)通过实验证明了超导隧道结中存在单电子隧穿效应。

1962年，20岁的英国剑桥大学实验物理学研究生briandavidsjosephson(1940 ~)预言，当在两个超导体之间设置绝缘薄层形成SIS(超导体超导体)时，电子可以从一个超导体穿过绝缘体到达另一个超导体。

隧道效应由微观粒子的涨落决定的量子效应。也称为屏障渗透，考虑到粒子运动遇到高于粒子能量的势垒，根据经典力学，粒子是不可能越过势垒的；根据量子力学，除了在势垒处的反射，还有一个穿过势垒的波函数，说明在势垒的另一边，粒子有一定概率穿透势垒。约瑟夫森效应属于隧道效应，但又不同于一般的隧道效应，是铜电子对通过超导体之间的弱连接形成约瑟夫森结的超流效应。