The influence of the resonator on the self heating effect and the synchronization of Josephson junctions

Arrays of synchronized Josephson junctions can be used as coherent frequency sources where the voltage across the junctions is connected tc the frequency only via fundamental constants. Recent results on intrinsic Josephson junctions in high temperature superconductors show problems with synchronization and self-heating effects. Thus we investigate numerically the temperature of the self-heated chain of two current-biased Josephson junctions loaded by a resonator and the conditions of synchronization in the system. For calculations we used parameters of intrinsic Josephson junctions in high temperature superconductors. We found that the increase of the accurrent at the resonant frequency results in the phase locking of junctions (coherent radiation] as well as in an increase of the temperature of each of the junctions above the nominal bath temperature of the cryostat. Both the increase of the temperature and the phase locking appear in the same interval of the bias currents.

---

Matryce zsynchronizowanych złączy Josephsona mogą być używane jako spójne źródła częstotliwości, w których napięcie złączy jest zależne od częstotliwością tylko przez podstawowe stałe fizyczne. Wyniki ostatnich prac nad wewnętrznymi złączami Josephsona w nadprzewodnikach wysokotemperaturowych wykazały problemy z synchronizacją i efektem samopodgrzewania. Dlatego badano numerycznie temperaturę samopodgrzewania łańcucha złożonego z dwóch spolaryzowanych prądowo złącz Josephsona obciążonych przez rezonator i badano stany synchronizacji w tym systemie. Do obliczeń wykorzystano parametry wewnętrznych złączy Josephsona wykonanych z nadprzewodników wysokotemperaturowych. Stwierdziliśmy, że wzrost prądu zmiennego o częstotliwości rezonansowej prowadzi do fazy blokowania złączy (spójnego promieniowania), jak również do wzrostu temperatury każdego złącza powyżej nominalnej wartości temperatury kąpieli w kriostacie. Zarówno wzrost temperatury jak i faza blokowania złączy pojawiają się w tym samym przedziale prądów polaryzujących.