摘要: 超导作为一种宏观量子现象，其量子态波函数在理论上可以分为与氢原子模型类似的s波、p波、d波等。这些波函数的角动量量子数依次为0，1，2…，具有不同的对称性。在氢原子模型中，s波的波函数是各向同性的，而p波、d波的波函数在空间中存在很强的各向异性。其中，p波或d波的振幅在空间中的分布像两片或四片花瓣（此处考虑的是d_x²-y²波），在从一片花瓣转向近邻花瓣时其相位部分变号。相比于氢原子模型，固体材料中除了存在完全各向同性的s波超导外，也可能存在一种角动量量子数为零但波函数振幅部分各向异性的配对。区分这种各向异性的s波与角动量量子数非零的波的关键是相位部分是否存在变号，相关的探测被称为对相位部分敏感的测量实验，简称相敏实验。为了开展相敏实验，我们可以从约瑟夫森效应出发。其经典的表达式为
I=I_c sin （φ₁-φ₂），
其中I是流过一个超导—绝缘层—超导三明治结构的电流，I_c是约瑟夫森临界电流（与超导波函数的振幅相关），φ_1，2是组成约瑟夫森结的两个超导波函数的相位。这一式子说明，在没有电压的情况下存在一个非零的、由库珀对组成的电流穿过绝缘层。更重要的是，该电流与两个超导波函数的相位差直接相关。因此，测量约瑟夫森隧穿可以揭示波函数的相位信息，进而确定超导配对波函数的对称性。