Rev. Phys. Appl. (Paris) 9, 19-23 (1974)
DOI: 10.1051/rphysap:019740090101900

The electrical behavior of superconducting thin-film microbridges self-heating and superconducting quantum processes

W.J. Skocpol, M. R. Beasley et M. Tinkham

Department of Physics and Division of Engineering and Applied Physics Harvard University, Cambridge, Massachusetts 02138, USA

Abstract
Measurements of the I-V curves of superconducting thin-film microbridges are reported and used to infer some new results regarding the electrical behavior of these devices. At temperatures well below Tc their behavior is found to be dominated by the effects of self-heating. At low voltages near Tc where heating is not important, it is found that the observed behavior is best understood in terms of a phase-slip mechanism and that the normal currents which flow during the phase-slip process extend over a range determined by the quasiparticle diffusion length. Even near Tc heating becomes important at high voltages and probably puts a limit on the maximum voltage (hence Josephson frequency) up to which useful Josephson-like behavior can be obtained.

Résumé
Nous présentons les mesures des caractéristiques I-V de microponts supraconducteurs en couches minces et de ces mesures nous déduisons quelques nouveaux résultats concernant le comportement électrique de ces microponts. A basse température, nous trouvons que leur comportement est dominé par les effets d'échauffement. Pour les faibles valeurs de la tension et près de Tc où l'échauffement n'est pas important, nous trouvons que le comportement observé est très bien décrit par un modèle de glissement de phase et que les courants normaux qui circulent pendant le processus de glissement de phase ont une extension spatiale déterminée par la longueur de diffusion des quasi-particules. Même près de Tc l'échauffement devient important lorsque les tensions sont élevées; il est probable que ceci limite la tension maximale (et de là la fréquence Josephson) jusqu'à laquelle le comportement de type Josephson peut être obtenu.

PACS
8525A - Superconducting device characterization, design, and modeling.

Key words
Superconductor circuit -- Electric bridges -- Microbridges -- Thin film devices -- Voltage current curve -- Heating up -- Josephson effect