SIS-Elemente

Bild 2.1 zeigt eine Sandwich-Struktur mit der Schichtenfolge Supraleiter-Isolator-Supraleiter. Auch bei U # 0V fließt normalerweise kein Strom zwischen den supraleitenden Elektroden. Wenn der Isolator jedoch sehr dünn ist, kann aufgrund quantenmechanischer Tunneleffekte ein Strom zu fließen beginnen. Die Dicke darf dafür höchstens einige Nanometer betragen. Der Tunnelstrom besteht dann im allgemeinen aus zwei Anteilen. Der erste entspringt dem Tunneln von Quasiteilchen und der zweite dem Tunneln von Cooper-Paaren. Dieser zweite Term führt zu den sogenannten Josephson-Effekten, die wir in den Kapiteln 3 und 4 behandeln werden. Hier wollen wir uns zunächst mit dem Tunneln der Quasiteilchen befassen und dabei annehmen, daß der Cooper-Paar-Tunnelstrom durch geeignete Maßnahmen, etwa ein hohes Magnetfeld, unterdrückt ist.