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用于新国际单位制的精确石墨烯量子霍尔阵列
Nature Communications ( IF 14.7 ) Pub Date : 2022-11-14 , DOI: 10.1038/s41467-022-34680-0
Hans He 1 , Karin Cedergren 1 , Naveen Shetty 2 , Samuel Lara-Avila 2, 3 , Sergey Kubatkin 2 , Tobias Bergsten 1 , Gunnar Eklund 1
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更新日期:2022-11-15
Nature Communications ( IF 14.7 ) Pub Date : 2022-11-14 , DOI: 10.1038/s41467-022-34680-0
Hans He 1 , Karin Cedergren 1 , Naveen Shetty 2 , Samuel Lara-Avila 2, 3 , Sergey Kubatkin 2 , Tobias Bergsten 1 , Gunnar Eklund 1
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石墨烯量子霍尔效应 (QHE) 电阻标准有可能更好地实现新国际单位制 (SI) 中的三个关键单位:欧姆、安培和千克(基布尔平衡)。然而,这些前景需要的电阻值与单个石墨烯器件中实际可实现的电阻值不同(~12.9 kΩ),并且它们需要比典型击穿电流I C ~ 100 μA 高两个数量级的偏置电流。在这里,我们展示了关于 236 元素量子霍尔阵列 (QHA) 量化精度的实验,展示了 R K /236 ≈ 109 Ω,精度为十亿分之 2 (nΩ/Ω),IC ≥ 5 mA (~1 nΩ ) /Ω I C精度 = 8.5 mA),在碳化硅(外延石墨烯)上使用外延石墨烯。阵列精度可与 QHE 最精确的普遍性测试相媲美,加上这种方法的可扩展性和可靠性,为在新 SI 及以后更广泛地使用石墨烯铺平了道路。
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