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石墨烯精測電阻 吊打量子霍爾效應,?

2017-05-28

  量子霍爾效應的方式來校準電氣設備,,這種方式的優(yōu)點非常明顯,,僅利用普朗克常量和電子電荷量就可以進行,,這種方式對設備沒有要求,。所以這種方式也用來校準SI標準單位——歐姆,。

  這個辦法早就出現了,,但是其所需的條件非??量蹋盒枰钕冗M的由砷化鎵和砷化鋁鎵制作的拍攝設備,、需要接近絕對零度的溫度、需要10特斯拉的強大磁場,。(醫(yī)院核磁共振的磁場大概在2特斯拉左右,,吸上的輪椅拔不下來)

  英國率先發(fā)表了一篇研究報道,揚西奧多揚森(Jan-Theodoor Janssen)和他同事在英國國家物理實驗室建立了一臺使用石墨烯的測量系統(tǒng),,該系統(tǒng)可以在較高的溫度和較低的磁場下工作,。

  而幾天后,法國的研究人員也發(fā)表了研究成果,。法國國家和計量測試實驗室的研究團隊發(fā)布的消息稱,,石墨烯確實可以精確的測量電阻,其精確度足以媲美鎵制作的設備,。他們團隊在碳化硅晶片上生長了100微米寬,,420微米長的「霍爾棒」,這個納米棒包含有電流流入,、流出和測量兩側電阻的金屬片,。

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  相比以往的測量方法,新方法的測量的環(huán)境要求從10特斯拉的磁場降低到3特斯拉的磁場,。而溫度比絕對零度搞了10攝氏度,。

  法國的研究者說:「石墨烯器件的操作溫度更高,不需要使用液氦進行制冷。這樣的有點足以使石墨烯成為下一代設備的首選,,讓更多的機構負擔得起這樣的設備,,推廣起來也更加容易?!?/p>

  石墨烯還能帶來的一個改變就是簡化安培,,安培是7個基本SI單位之一,是非?;A的一個基本單位,。在即將更新的SI測量標準之中,安培的標準也會被重新定義,,新的標準和量子電氣標準結合更緊密,更綜合,。

  另外一個被重新定義的就是最最常見的千克,,新的測量標準不會是保存在倉庫的標準千克原器,而是使用瓦特平衡測量電磁力來定義千克,。石墨烯在電阻上的影響,,也會影響到今后標準千克的測定。

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  美國國家標準技術研究所的喬恩˙普拉特(Jon Pratt)說:「我們將會繼續(xù)開發(fā)成本更低,、更簡單的標準測量方法,。這個技術將會在之后的很長一段時間存在并使用,石墨烯是推動變革的源動力,,目前至少已經改變了電阻的測量,。」

  標準改變的最大影響者就是使用標準的所有人,,有了絕對權威更容易復制的標準,,帶來的是更加公平的環(huán)境。


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