化工儀器網手機版
移動端訪問更便捷中科院上海微系統所等制備出石墨烯基量子電阻標準芯片
2022年12月09日 14:37:30
來源:化工儀器網 作者:楊 點擊量:4194

近日,中國科學院上海微系統與信息技術研究所與中國計量科學研究院報道了采用在絕緣襯底表面氣相催化輔助生長石墨烯,制備高計量準確度的量子霍爾電阻標準芯片的研究工作。
【化工儀器網 項目成果】電學計量技術具有測量靈敏度、準確度高,易于實現直接、連續和遠距離測量等特點,而且電信號便于傳播、轉換、分配和控制。近年來,力學、溫度、聲學、光學、電力輻射等各類計量領域,越來越多的將各種非電量轉換為電信號進行測量,以實現測量的準確性。
電阻標準是電學計量的基石之一。為了適應國際單位制量子化變革和量值傳遞扁平化趨勢,推動我國構建電子信息產業先進測量體系,補充國家量子化標準,開展電學計量體系中電阻的輕量級量子化復現與溯源關鍵技術研究至關重要。與傳統砷化鎵基二維電子氣(2DEG)相比,石墨烯中的2DEG在相同磁場下量子霍爾效應低指數朗道能級間隔更寬,以其制作的量子霍爾電阻可以在更小磁場、更高溫度和更大電流下工作,易于計量裝備小型化。此外,量子電阻標準的性能通常與石墨烯的材料質量、襯底種類和摻雜工藝相關。如何通過克服絕緣襯底表面石墨烯成核密度與生長調控的瓶頸,獲得高質量石墨烯單晶,并以此為基礎,優化器件結構和工藝,開發出工作穩定且具有高比對精度的量子電阻標準芯片頗為重要。
近日,中國科學院上海微系統與信息技術研究所與中國計量科學研究院報道了采用在絕緣襯底表面氣相催化輔助生長石墨烯,制備高計量準確度的量子霍爾電阻標準芯片的研究工作。科研人員采用氫氣退火處理得到具有表面臺階高度約為0.5nm的碳化硅襯底,以硅烷為氣體催化劑,乙炔作為碳源,在1300°C條件下,生長出高質量單層石墨烯。該溫度條件下,襯底表面臺階可保持在0.5nm以下。采用這一方法制備的石墨烯可以制成量子電阻標準器件。研究團隊直接將該量子電阻標準器件集成于桌面式量子電阻標準器,在溫度為4.5K、磁場大于4.5T時,量子電阻標準比對準確度達到 1.15×10-8,長期復現性達到3.6×10-9。該工作提出了適用于電學計量的石墨烯基工程化、實用化的輕量級量子電阻標準實現方案,同時,通過基于其量值的傳遞方法,可以滿足不同應用場景下的電阻量值準確溯源的需求,補充國家計量基準向各個行業計量系統的量傳鏈路。
相關成果Gaseous Catalyst Assisted Growth of Graphene on Silicon Carbide for Quantum Hall Resistance Standard Device于近日發表在Advanced Materials Technologies上。
參考來源:中科院
相關閱讀 Related Reading
查看更多+-
《計量測試關鍵技術創新攻關行動方案》明確以全球科技革命和產業變革為契機,聚焦計量測試領域“測不了、測不全、測不準”的核心痛點,系統...2025-06-05 09:38:16
-
項目名稱:Phase3-1 在線TFE膜厚測量設備,項目編號:0730-254010020003/38,招標范圍:Phase3-1...2025-06-03 11:48:15
-
近日,國家市場監管總局啟動400項國家計量技術規范制修訂計劃,含“雙碳”和能源資源領域64項、電磁領域30項、生態環境和物理化學領...2025-05-29 16:28:42
-
近日,國家市場監管總局正式印發《計量測試關鍵技術創新攻關行動方案》,其中提出,到2030年,計量基礎能力全面提升,重點突破50項以...2025-05-29 09:55:35
-
項目名稱:激光跟蹤儀,項目編號:5563-254ZCG240096,招標范圍:激光跟蹤儀,1臺,招標機構:中招工業發展(北京)有限...2025-05-26 13:55:22
-
項目名稱:湖南華菱漣鋼特種新材料有限公司六輥單機架軋機項目測厚儀(集成測速儀)設備成套采購,項目編號:0623-2540J1101...2025-05-23 14:09:42
版權與免責聲明
- ①凡本網注明“來源:化工儀器網”的所有作品,均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-化工儀器網合法擁有版權或有權使用的作品,未經本網授權不得轉載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的,應在授權范圍內使用,并注明“來源:化工儀器網”。違反上述聲明者,本網將追究其相關法律責任。
- ②本網轉載并注明自其他來源(非化工儀器網)的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責,不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時,必須保留本網注明的作品第一來源,并自負版權等法律責任。
- ③如涉及作品內容、版權等問題,請在作品發表之日起一周內與本網聯系,否則視為放棄相關權利。