科學家製備出石墨烯基量子電阻標準芯片
【環球網科技綜合報道】12月13日(ri)消(xiao)息(xi),近(jin)日(ri),中(zhong)國(guo)科(ke)學(xue)院(yuan)上(shang)海(hai)微(wei)係(xi)統(tong)與(yu)信(xin)息(xi)技(ji)術(shu)研(yan)究(jiu)所(suo)與(yu)中(zhong)國(guo)計(ji)量(liang)科(ke)學(xue)研(yan)究(jiu)院(yuan)報(bao)道(dao)了(le)采(cai)用(yong)在(zai)絕(jue)緣(yuan)襯(chen)底(di)表(biao)麵(mian)氣(qi)相(xiang)催(cui)化(hua)輔(fu)助(zhu)生(sheng)長(chang)石(shi)墨(mo)烯(xi),製(zhi)備(bei)高(gao)計(ji)量(liang)準(zhun)確(que)度(du)的(de)量(liang)子(zi)霍(huo)爾(er)電(dian)阻(zu)標(biao)準(zhun)芯(xin)片(pian)的(de)研(yan)究(jiu)工(gong)作(zuo)。
據悉,相關研究成果以“Gaseous Catalyst Assisted Growth of Graphene on Silicon Carbide for Quantum Hall Resistance Standard Device”為題,發表在《Advanced Materials Technologies》上。
資(zi)料(liao)顯(xian)示(shi),電(dian)阻(zu)標(biao)準(zhun)是(shi)電(dian)學(xue)計(ji)量(liang)的(de)基(ji)石(shi)之(zhi)一(yi)。為(wei)了(le)適(shi)應(ying)國(guo)際(ji)單(dan)位(wei)製(zhi)量(liang)子(zi)化(hua)變(bian)革(ge)和(he)量(liang)值(zhi)傳(chuan)遞(di)扁(bian)平(ping)化(hua)趨(qu)勢(shi),推(tui)動(dong)我(wo)國(guo)構(gou)建(jian)電(dian)子(zi)信(xin)息(xi)產(chan)業(ye)先(xian)進(jin)測(ce)量(liang)體(ti)係(xi),補(bu)充(chong)國(guo)家(jia)量(liang)子(zi)化(hua)標(biao)準(zhun),開(kai)展(zhan)電(dian)學(xue)計(ji)量(liang)體(ti)係(xi)中(zhong)電(dian)阻(zu)的(de)輕(qing)量(liang)級(ji)量(liang)子(zi)化(hua)複(fu)現(xian)與(yu)溯(su)源(yuan)關(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu)研(yan)究(jiu)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)。與(yu)傳(chuan)統(tong)砷(shen)化(hua)镓(jia)基(ji)二(er)維(wei)電(dian)子(zi)氣(qi)(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,以其製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,易於計量裝備小型化。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。
ruhetongguokefujueyuanchendibiaomianshimoxichenghemiduyushengchangtiaokongdepingjing,huodegaozhiliangshimoxidanjing,bingyiciweijichu,youhuaqijianjiegouhegongyi,kaifachugongzuowendingqiejuyougaobiduijingdudeliangzidianzubiaozhunxinpianpoweizhongyao。
對此,科研人員采用氫氣退火處理得到具有表麵台階高度約為0.5nm的碳化矽襯底,以矽烷為氣體催化劑,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,襯底表麵台階可保持在0.5nmyixia。caiyongzheyifangfazhibeideshimoxikeyizhichengliangzidianzubiaozhunqijian。yanjiutuanduizhijiejianggailiangzidianzubiaozhunqijianjichengyuzhuomianshiliangzidianzubiaozhunqi,zaiwenduwei4.5K、磁場大於4.5T時,量子電阻標準比對準確度達到 1.15×10-8,長期複現性達到3.6×10-9。
據介紹,該工作提出了適用於電學計量的石墨烯基工程化、實shi用yong化hua的de輕qing量liang級ji量liang子zi電dian阻zu標biao準zhun實shi現xian方fang案an,同tong時shi,通tong過guo基ji於yu其qi量liang值zhi的de傳chuan遞di方fang法fa,可ke以yi滿man足zu不bu同tong應ying用yong場chang景jing下xia的de電dian阻zu量liang值zhi準zhun確que溯su源yuan的de需xu求qiu,補bu充chong國guo家jia計ji量liang基ji準zhun向xiang各ge個ge行xing業ye計ji量liang係xi統tong的de量liang傳chuan鏈lian路lu。
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