約瑟夫森效應(yīng)屬于隧道效應(yīng)，但又不同于一般的隧道效應(yīng)。是銅電子對(duì)通過(guò)超導(dǎo)體之間的弱連接形成約瑟夫森結(jié)的超流效應(yīng)，隧道效應(yīng)簡(jiǎn)介隧道效應(yīng)是由微觀粒子的漲落決定的量子效應(yīng)，高溫超導(dǎo)材料的應(yīng)用非常廣泛，大致可以分為三類:大電流應(yīng)用(大電流應(yīng)用)、電子應(yīng)用(小電流應(yīng)用)和抗磁性應(yīng)用。

超導(dǎo)材料最吸引人的應(yīng)用是發(fā)電、輸電和儲(chǔ)能。由于超導(dǎo)材料在超導(dǎo)狀態(tài)下電阻為零，完全抗磁性，所以可以用極少的電能消耗獲得10萬(wàn)高斯以上的穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)。使用常規(guī)導(dǎo)體作為磁體，要產(chǎn)生這么大的磁場(chǎng)，需要消耗3.5 MW的電能和大量的冷卻水，投資巨大。超導(dǎo)磁體可用于制造交流超導(dǎo)發(fā)電機(jī)、MHD發(fā)電機(jī)和超導(dǎo)輸電線路。高溫超導(dǎo)材料的應(yīng)用非常廣泛，大致可以分為三類:大電流應(yīng)用(大電流應(yīng)用)、電子應(yīng)用(小電流應(yīng)用)和抗磁性應(yīng)用。

超導(dǎo)磁懸浮列車?yán)贸瑢?dǎo)材料的抗磁性，將超導(dǎo)材料置于永磁體之上。因?yàn)榇盆F的磁力線無(wú)法穿過(guò)超導(dǎo)體，所以磁鐵和超導(dǎo)體之間會(huì)產(chǎn)生排斥力，使超導(dǎo)體懸浮在磁鐵上方。這種磁懸浮效應(yīng)可以用來(lái)制作高速超導(dǎo)磁懸浮列車。超導(dǎo)磁體計(jì)算機(jī)高速計(jì)算機(jī)要求集成電路芯片上的元器件和連接線密集排布，但密集排布的電路在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，散熱是VLSI面臨的難題。

超導(dǎo)發(fā)電機(jī)制造大容量發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵部件是線圈和磁鐵。由于導(dǎo)線的電阻，線圈發(fā)熱嚴(yán)重，如何冷卻線圈成為難題。如果超導(dǎo)發(fā)電機(jī)用超導(dǎo)材料，線圈用非阻性超導(dǎo)材料，根本不會(huì)發(fā)熱，冷卻問(wèn)題也就解決了，功率損耗可以降低50%。如果能在室溫下實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)，就能降低輸電損耗。但是現(xiàn)在創(chuàng)造一個(gè)超導(dǎo)的條件太貴了。當(dāng)然可以節(jié)省傳動(dòng)組成中的功率損耗。

有些物質(zhì)的電阻在溫度下降到一定值時(shí)會(huì)完全消失，這就是所謂的超導(dǎo)性。具有超導(dǎo)性的物質(zhì)稱為超導(dǎo)材料或超導(dǎo)體。超導(dǎo)材料包括金屬低溫超導(dǎo)材料、陶瓷高溫超導(dǎo)材料和有機(jī)超導(dǎo)材料。超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)、軍事技術(shù)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)和醫(yī)療保健都有重要價(jià)值。超導(dǎo)是荷蘭科學(xué)家H.K .阿尼斯在1911年發(fā)現(xiàn)的。他在做低溫實(shí)驗(yàn)時(shí)，意外發(fā)現(xiàn)水銀絲冷卻到4.2K時(shí)，電阻突然消失了。

1957年，受雇于索尼公司的江崎玲于奈(1940 ~)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)PN結(jié)兩端的電壓增加時(shí)，電流減小，江崎玲于奈將這種異常的負(fù)阻現(xiàn)象解釋為隧道效應(yīng)。此后，姜奇利用這一效應(yīng)制造了隧道二極管(也稱為姜奇二極管)。1960年，美國(guó)出生的挪威科學(xué)家IvanGiaever (1929 ~)通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了超導(dǎo)隧道結(jié)中存在單電子隧穿效應(yīng)。

1962年，20歲的英國(guó)劍橋大學(xué)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)研究生briandavidsjosephson(1940 ~)預(yù)言，當(dāng)在兩個(gè)超導(dǎo)體之間設(shè)置絕緣薄層形成SIS(超導(dǎo)體超導(dǎo)體)時(shí)，電子可以從一個(gè)超導(dǎo)體穿過(guò)絕緣體到達(dá)另一個(gè)超導(dǎo)體。

隧道效應(yīng)由微觀粒子的漲落決定的量子效應(yīng)。也稱為屏障滲透，考慮到粒子運(yùn)動(dòng)遇到高于粒子能量的勢(shì)壘，根據(jù)經(jīng)典力學(xué)，粒子是不可能越過(guò)勢(shì)壘的；根據(jù)量子力學(xué)，除了在勢(shì)壘處的反射，還有一個(gè)穿過(guò)勢(shì)壘的波函數(shù)，說(shuō)明在勢(shì)壘的另一邊，粒子有一定概率穿透勢(shì)壘。約瑟夫森效應(yīng)屬于隧道效應(yīng)，但又不同于一般的隧道效應(yīng)，是銅電子對(duì)通過(guò)超導(dǎo)體之間的弱連接形成約瑟夫森結(jié)的超流效應(yīng)。