319731973年物理學獎得主，是英國的布賴恩·約瑟夫森〔BrianD.Josephso〔獲得獎金的一半·賈埃弗〔IvarGiaever〕和日本的江崎玲于奈〔ReonaEsaki〕〔二人共享另一半獎金。約瑟夫森(英國)提出并覺察通過隧道勢壘的超電流的性質，即約瑟夫森效應。江崎玲于奈覺察了半導體隧道效應，賈埃弗覺察了超導體的隧道效應。布賴恩·戴維·〔BrianDavidJosephson，1940—，誕生于英國威爾士的加迪夫Cardif1960年在劍橋大學三一學院獲學士學位。1962年，約瑟夫森在英國劍橋大學讀爭論生，196419621969大學三一學院初級爭論員。19651966大學任爭論助理教授。19671972主任。2030例如，霍爾姆〔R.Holm〕和邁斯納〔W.Meissner〕就曾從試驗得出如下結論：當兩金屬變成超導體時，兩金屬間的接觸電1952〔I.Dietrich〕重〔Ta〕TiO2或CeO2薄層，再以Ta為摸索電極接觸。他測量了其間的電流，覺察在某溫度下電阻消逝。但是，當時人們無法理解這些試驗結果的普遍意義。1958年江崎宣布制造了隧道二極管，這件事大大鼓勵了人們對隧道效應的留意。正好這時BCS理論提出，一度被擱置的隧道效應到了徹底爭論的時候了。19611962年，約瑟夫森在英國劍橋大學皮帕德〔B.Pippard〕教授指導下讀爭論生。有一次，他去參觀安德森〔P.W.Anderson〕教授的試驗室。安德森對隧道超導電流課題已經作出了重大奉獻，其中包括很多未發表的結果。在安德森的講座中，介紹了在超導體中“破缺對稱性”這個概念，約瑟夫森被破缺對稱性的思想深深地吸引住了，思考如何通過試驗對它進展觀測。接著他得悉賈埃弗的隧道試驗。皮帕德考慮過一個〔庫珀〕電子對隧道貫穿絕緣勢壘的可能性，正如賈埃弗做過的，但是他認為兩個電子同時穿越的幾率太小，以至于不能觀測到任何效應。這個似是而非的論點現在知道是不正確的，然而它卻使約瑟夫森的留意力轉到了另外一種可能性，即通過勢壘的正常電流可以因相位差而改變。有一天，安德森給約瑟夫森看了他剛剛收到的從芝加哥寄來的預印本。在這篇文章中，柯恩〔M.H.A.Cohe、法利可夫〔L.M.Falicov〕和菲利普斯〔J.C.PhillipS〕計算了流入超導-勢壘-正常金屬組成的系統的電流，確定了賈埃弗的公式。約瑟夫森馬上開頭把這種計算推廣到勢壘兩邊都是超導的狀況，得到的結果為：I＝I0(V)＋I1＇(V)cos(△φ)＋I1(V)sin(△φV△φ為位相差，其中第一項對直流電流有奉獻，結果與賈埃弗的估量全都，其次項正是約瑟夫森所期望的，然而第三項完全沒有料到。約瑟夫森反復檢查自己的計算，確認沒有錯誤。安德森幫助他作出解釋，使他有足夠的信念發表計算的結果。盡管安德森的解釋后來證明是不夠正確的，但是約瑟夫森得到很大啟發，由于安德森向他指出：磁場的存在可能嚴峻影響超導電流。皮帕德建議他親自通過測量在補償場中結的特性以觀測隧道超導電流。但結果是否認的——比預期的臨界電流還小千倍的電流，就足以在結兩側建立可檢測的電壓。安德森最終領悟到在某些樣品中觀測不到直流超導電流的緣由是：在高電阻樣品中，傳送到樣品測量接頭的電噪聲很大，產生的噪聲電流足以超過臨界超導電流。安德森和羅韋爾〔J.M.Rowell〕一起做了一些低電阻樣品，馬上就得到了存在隧道電流的令人信服的證據。接著，安德森和羅韋爾觀測到了類似于光的單縫試驗那樣的條紋。-超導體相互接觸的構造〔也叫S-I-S構造，只要絕緣層足夠薄，超導體內的電子對就有可能穿透絕緣層勢壘，導致如下效應〔約瑟夫森效應：①在恒定電壓下，既有直流超導電流產生，也有溝通超流，其頻率為2eV/h；②在零電壓下，有直流超流產生，這一電流對磁場格外敏感，磁場加大，電流將快速減小；③假設在直流電壓上再疊加一溝通電壓，其頻率為vV與v的關系為2eV/＝n〔其中n為整數。1963理評論快報》上報導了微波試驗的結果。他把低阻隧道穿插結放在低溫的微波諧振腔里，用X-Y示波器顯示隧道電流，觀看到了臺階形的電流電壓曲線，電壓臺階的間隔正好是約瑟夫森預言的hv/2e值，從而間接地證明白溝通約瑟夫森效應。約瑟夫森在覺察以他的名字命名的效應時，剛滿22伊瓦爾·賈埃弗IvarGiaeve，192—，誕生于挪威的卑爾根Berge次考試才進入大學學習。進入大學后，他放松了學習，耽于玩樂，學習成績一落千丈，牽強拿到大學文憑。1954年他移居加拿大，在通用電氣公司謀到了一份工作，后來他又去美國，到了紐約州的斯內克內塔迪。1963年參加美國籍，1964年在倫塞勒工業學院獲博士學位。1956年，賈埃弗參與工程師培訓班，到美國紐約州通用電氣爭論所，與該所的電氣試驗室簽訂了6個月的合同，負責有關熱流的爭論工程。在這段時間里，賈埃弗留意到這個試驗室里還有一個爭論課題是有關固體物理學的，這個課題賈埃弗還在一所工科學院選修高級物理課程，從費曼剛出版的《費曼物理學講義》中學到了必需的物理學學問，這一階段的學習對他后來的工作有相當重要的影響。這個固體物理小組中有一位物理學家名叫費希爾J.Fishe，曾對薄膜中的電子的特性作過爭論。依據BCS理論可以證明，在超導體中有能隙禁區存在，假設把具有禁區能量的電子注入超導體，這些電子就會受到禁區的排斥。費希爾生疏到這一結論的重要性，全力主見以試驗予以證明，賈埃弗成了他的合作者。開頭時，費希爾和賈埃弗利用朗繆爾膜爭論薄膜性質。他們試圖把金屬電極安放在單分子層的兩側并測試其間的電導，但是這個試驗太簡單，也很不行靠，他們不得不放棄。隨后他們轉而承受鋁-氧化鋁-鋁薄膜做了一系列試驗，爭論電流、電壓與膜厚及溫度的關系。試驗說明，通過阻擋層的電流是由于電子隧道效應引起的。經過一年的努力工作，賈埃沃不僅學到了物理學的有關理論，而且很好地把握了有關的試驗技術。1959年底，費希爾的工作重點轉移到別的領域，賈埃弗開頭獨立地開展爭論。鋁-氧化鋁-鋁薄膜的溫度很低時，可以觀測到一種特別的效應，鋁在低溫時是超導體，或許這一效應正是超導電性的一種表現。于是有人想到，假設把這種薄膜放到低于1.2K的極低溫觀測，應當會有明顯的效應。可是賈埃弗拒絕了這個建議。他認為大局部電阻來自阻擋層，假設只是金屬的電阻消逝不會使阻擋層的電流發生如此大的變化。假設認真爭論以前一系列的試驗結果就會覺察，賈埃弗的論點是太荒唐了。然而這并不驚異，在當時賈埃弗根本不知道超導體中在費米能級處有能隙。甚至在一開頭時他連江崎玲于奈覺察了半導體隧道效應都不知道。作為只有一年經受的物理學工作者，他不行能像受過常規訓練的物理學家那樣知道早該知道的一些事。在他四周的固體物理學家也沒有向他提示要留意超導能隙這一根本概念。1960年初，人們再次提出把結合膜的溫度降低到超導轉變溫度之下，這時，賈埃弗正好在超導課程中學到了能隙概念。他馬上聯想到，有可能存在隧道電流效應。他把自己的想法告知費希爾等人。費希爾認為能隙不肯定有這么重要，由于它太小了。不過，他們建議賈埃弗不妨試試。賈埃沃用鋁-氧化鋁-鉛結合膜作試驗7.2K最初的兩次試驗失敗了，由于樣品的氧化層太厚。第三次實驗，他不是認真地氧化第一層鋁膜，而是簡潔地把它放在空氣中暴露幾分鐘，再放回蒸發臺去沉積穿插的鉛膜。這一方法做成的氧化層大約只有3×10-m成的設備測出電流電壓的特性曲線，所得結果正是預期的隧道效應。賈埃弗馬上用不同的樣品重復這個試驗，都毫無例外地消滅了隧道效應。對于超導電性，依據BCS理論，超導電流是由電子對構1957〔BCS理論〕成功地解釋了超導體的各種性質。這個理論的關鍵在BCS理論的重要成果之一就是導致了約瑟夫森效應的覺察。但是約瑟夫森作動身覺的直接起因還是由于受到賈埃弗覺察超導體隧道效應的鼓勵。江崎玲于奈〔ReonaEsaki，1925—，誕生于日本大阪的一個建筑師家庭里，1938年，江崎進入同志社中學，三年后父親去世。江崎自幼就表現出對科學的深厚興趣，寵愛閱讀科學家傳記故事，立志要作像愛迪生和馬可尼那樣的制造家，小時自己動手制作電動火車和汽車模型。1940年，他以優異成績越級進入京都第三高等學校。1944年初提前畢業。10間，為維持生計勤工儉學，做晚間家庭教師。他認真學習了數學和物理課程，并自學物理學專著。1959年，日本東京大學授予江崎理學博士學位。1960年，江崎遷居美國，任國際商用機器公司〔IBM〕中心爭論所爭論員。1947年，江崎獲碩士學位，有時機進入神戶工業股份爭論真空管熱電子放射現象。他由此接觸到固體外表的物理化學性質和真空管材料技術。由于這項爭論與強外電場作用下的冷金屬外表電子放射現象有關，他對固體中的隧道效應產生了興趣。1950年，他轉入對半導體材料和晶體管的爭論，這時晶體管剛剛制造。1956年，江崎辭去神戶公司的工作轉入索尼公司。在索尼公司領導了一個小組對半導體二極管內電場放射機理進展爭論。這項爭論主要考察窄寬度p-n結的導電機制。p-n結中內電場分布取決于雜質的分布。當時很多爭論者都把提取含雜質少的高純度半導體材料當作p-n結器件。1957年初，江崎首先獲得了摻有高濃度雜質的鍺精p-np-n特性沒有變化，但反向電阻卻呈直線下降趨勢。隨后，江崎增大了摻雜濃度，使結寬進一步變窄。當濃度到達1018/cm3以上時，p-n結的施主和受主濃度都高到使結兩側呈簡并態，費米能量完全占據了整個導帶或價帶內部。江崎覺察，在這種隧穿路程極短的狀況下，全部溫度條件下都可以觀看到負阻現象。負阻現象所對應的電壓遠低于人們熟知的擊穿電壓。江崎用量子力學理論令人信服地證明白這正是人們長期以來所查找的隧道效應，這項爭論確立了隧道效應在半導體材料中的存在。接著，江崎利用這種半導體p-n結中的隧道效應研制出一種型半導體器件——隧道二極管。這種二極管具有獨特而優異的反向負阻特性，可在開關電路、振蕩電路、微波電路以及各種高速電路中獲得廣泛應用，成為現代電子技術中最重要的器件之一。正是這項奉獻使江崎于1973年獲得諾貝爾物理學獎。1958年，江崎進一步爭論