天博中科院上海微系统所等制备出石墨烯基量子电阻标准芯片—新闻—科学网

电阻尺度是电学计量的基石之一。为了顺应国际单元制量子化厘革以及量值通报扁平化趋向，鞭策我国构建电子信息财产进步前辈�첩丈量系统，增补国度量子化尺度，开展电学计量系统中电阻的轻量级量子化复现与溯源要害技能研究至关主要。与传统砷化镓基二维电子气（2DEG）比拟，石墨烯中的2DEG于不异磁场下量子霍尔效应低指数朗道能级距离更宽，以其建造的量子霍尔电阻可以于更小磁场、更高温度以及更年夜电流下事情，易在计量设备小型化。此外，量子电阻尺度的机能凡是与石墨烯的质料品质、衬底品种以及掺杂工艺相干。怎样经由过程降服绝缘衬底外貌石墨烯成核密度与生长调控的瓶颈，得到高品质石墨烯单晶，并以此为根蒂根基，优化器件布局以及工艺，开发出事情不变且具备高比对于精度的量子电阻尺度芯片颇为主要。

近日，中国科学院上海微体系与信息技能研究所与中国计量科学研究院报导了接纳于绝缘衬底外貌气相催化辅助生长石墨烯，制备高计量正确度的量子霍尔电阻尺度芯片的研究事情。相干研究结果以Ga搜索引擎优化us Catalyst Assisted Growth of Graphene on Silicon Carbide for Quantum Hall Resistance Standard Device为题，揭晓于Advanced Materials Technologies上。

科研职员接纳氢气退火处置惩罚获得具备外貌台阶高度约为0.5nm的碳化硅衬底，以硅烷为气体催化剂，乙炔作为碳源，于1300 C前提下，生长出高品质单层石墨烯。该温度前提下，衬底外貌台阶可连结于0.5nm如下。接纳这一要领制备的石墨烯可以制成量子电阻尺度器件。研究团队间接将该量子电阻尺度器件集成在桌面式量子电阻尺度器，于温度为4.5K、磁场年夜在4.5T时，量子电阻尺度比瞄准确度到达 1.15 10-8，持久复现性到达3.6 10-9。该事情提出了合用在电学计量的石墨烯基项目化、实用化的轻量级量子电阻尺度实现方案，同时，经由过程基在其量值的通报要领，可以满意差别运用场景下的电阻量值正确溯源的需求，增补国度计量基准向各个行业计量体系的量传链路。

研究事情获得国度重点研发规划、国度天然科学基金、中科院战略性先导科技专项（B类）以及上海市科学技能委员会的撑持。

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