Page 20 - Telebrasil - Setembro/Outubro 1980

dução magnética em seu interior. Na temperatura de transição, vessar o “ gap” de energia, mas também, e principalmente, os

as linhas de fluxo magnético são literalmente expulsas do in­ elétrons formadores dos chamados “ pares de Cooper” , daí re­

terior da amostra (Figura 2). Esta característica particular dos sultando efeitos completamente novos.

semicondutores recebe o nome de “ Efeito Meissner”

As previsões de Josephson foram confirmadas por várias ex­

periências práticas, e, já em 1966, o cientista Juri Matisoo, do

t

\ Centro de Pesquisas Thomas J. Watson, da IBM, construía o

0.150 primeiro circuito tipo porta baseado no princípio da junção de

l Josephson, nome pelo qual ficou conhecida a realização prática

da descoberta de Josephson.

0,125 r — "

i
i
I A junção porta é constituída por duas películas supercondutivas
I H g

0.100 separadas por uma fina camada de oxidação. Por esta estrutura

tipo sanduíche flui uma corrente, denominada corrente-porta.

—L _ Uma outra película, também supercondutiva, chamada linha de
0.075H - i

controle, é colocada, eletricamente isolada, em cima da junção

Figura I — porta. Dependendo da corrente que circula na linha de controle,
I
I
0,050 "tr- Superconduti
I a junção é dita em estado de supercondução simples ou em es­
I
I variação da tado de supercondução Josephson (Figura 3).

1 — resistência do

0,025 ,í. mercúrio em relação
10'5 Q \i

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Figura 2 — Efeito de d v mLJp
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um campo magnético: ! /¦ iguraJ A Junção Jt»sephson: duas películas

um corpo esférico por uma fma iitnuula isídantc dc um óxido de poucas micra de espessura

em supercondução

A Evolução da Junção Josephson

com um campo magnético constante aplicado. Abano da

( )s circuitos Josephson origi mu mente desenvolvidos consistiam
temperatura crítica as linhas de indução passam para fora da antOStfQ

cm um conjunto de junções Josephson simples interligadas para

formar circuitos lógicos digitais. Nestes circuitos, a maior preo­
Continuando as pesquisas com os supercondutores, J. Bardeen,

cupação é a diminuição do tempo de comutação, sendo este
L. Cooper e J. Schricffer desenvolveram uma teoria, logo con­

tempo de comutação função do produto da capacitância pela re­
firmada pelas experiências de IvarGiaever, da General Electric,

sistência de carga da junção.

que previa a existência de uma diferença de nível de energia en­

tre elétrons em estado normal e elétrons em supercondução, A

Uma das maneiras utilizadas para a redução deste tempo de co­
esta diferença deram o nome de “ gap” de energia.

mutação é a redução da capacitância, que se obtém tomando

menor a área da junção. Junções com dimensões de 1 a 2 micra
As experiências de Giaever foram baseadas nos trabalhos do co­

(1 micron equivale a 1 milionésimo do metro), fabricadas pelo
nhecido cientista japonês Leo Esaki, na IBM, sobre o efeito de

laboratório de pesquisas da IBM em Zurich, proporcionam mu­
túnel.

dança de estado em 1 picossegundo.

Os trabalhos de Bardeen, Cooper e Schrieffer ficaram conheci­

No entanto, esta solução apresentava inconvenientes, dentie

dos como a teoria BCS que definiu as bases da teoria quântica

eles a necessidade de uma alta corrente de indução da linha &
da supercondutividade.

controle. A solução, então, foi dividir a junção básica em duas

As Pesquisas de Josephson ou mais junções menores, separadas entre si por uma fina ca­

Em 1962, Brian D. Josephson, um jovem de 22 anos, estudante mada de isolamento, também produzida por oxidação (Figum

de física experimental na Universidade de Cambridge, após um 4). Este artifício permitiu obter menores tempos de transi^

curso com o professor Philip W. Anderson, dos l aboratórios com baixas correntes de controle.

Bell, estudou profundamente a teoria BCS e apresentou a An­

derson cálculos que viriam revolucionar a teoria do efeito túnel Um cientistas do Centro de Pesquisas Thomas J. Watson*

em supercondutores. Tushar Gheewala, construiu recentemente, em caráter expc^1

mental, conjuntos de circuitos ógicos que operam eu

i m seus estudos Josephson demonstrou que, sob determinadas tempo total de 13 picossegundos. Estes circuitos levam cerca*

circunstâncias, não somente os elétrons simples podiam atra- 7 picossegundos para comutar seu estado, sendo os restante