1962年英国B.D.约瑟夫逊从理论上证明，当两块超导体之间存在弱耦合构成结时，库柏电子对可以穿越其间的势垒层而形成隧道电流。因而，通过结区可以流过一定的直流电流，而器件两端的电压降为零；若电流超过某一临界值（通常在10-3～10-6安的范围内）,则器件两端呈现一定的电压降υ，流经结区的电流是高频振荡的形式，频率为2eυ／h(式中e为电子电荷，h为普朗克常数)。1963年上述结论为实验证实。这种现象称为约瑟夫逊效应，或电子对隧道效应。
若结区两端的电压超过超导体能隙所对应的值，则电场能量足以拆散库柏电子对而形成准粒子。准粒子借助隧道效应通过势垒层的现象称为准粒子隧道效应。习惯上把电子对隧道效应和准粒子隧道效应合称超导隧道效应。利用这种原理制成的器件称为超导隧道器件，有时也称约瑟夫逊器件或约瑟夫逊结。上述器件按物理结构的不同，又可细分为隧道结、微桥结、点接解结等。
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