我国量子化霍尔电阻基准研究取得重大成果

中国计量科学研究院在量子电阻计量基准研究中取得了重大成果．具有我国自主知识产权的量子化霍尔电阻基准最近通过专家鉴定．这标志着我国量子计量科学研究已经达到了世界领先水平。     

国家质检总局批准中国计量科学研究院的量子化霍尔电阻装置为国家计量基准

近日，国家质检总局批准中国计量科学研究院的量子化零尔电阻装置为国家电阻基准。     

四项国家计量基准采纳国际单位制新定义值

近日,市场监管总局发布2021年第5号公告,批准我国基于量子化效应建立的电学计量基准——直流电压基准装置、直流电压副基准装置、直流电压作证基准装置、直流电阻(量子化霍尔电阻)基准装置复现单位量值采纳国际单位制(SI)新定义值。2018年11月16日,第26届国际计量大会(CGPM)表决通过“修订国际单位制(SI)”的1号决议。     

计量量子化变革的影响与思考

与传统计量基准相比,量子计量基准具有极高的准确度和稳定性,普适性极强,可在任何时间、任意地点用相同原理的装置复现等优点。世界范围内的计量领域正发生以量子物理为基础的自然常数取代实物基准的重大技术革命。面对国际单位制量子化变革和量值溯源扁平化的挑战,航天计量应紧紧围绕航天强国建设目标,紧跟国际前沿,积极探索技术发展新方向。     

量子化霍尔电阻基准获国家科技进步一等奖

1月8日。由中国计量科学研究院张钟华院士领导的课题组研制的“量子化霍尔电阻基准”在人民大会堂召开的“国家科学技术奖励大会”上荣获国家科技进步一等奖。     

电磁计量单位及其基准的发展(续)

向自然基准过渡 如前所述,用实物基准表示单位量值的最大问题是它随时间变化,即使采用国际比对,给出的也只是各国与BIPM之间的差值,难以判断变化的真正来源.这就引出了向自然基准(也称为量子基准)过渡的议题.所谓"自然基准"就是将单位的复现建立在物理学的自然现象基础之上.自然基准具有实物基准所不能达到的优点:永恒不变;不存在天灾人祸而使其损坏的可能;任何时间、地点,只要按照规定的物理条件都可独立复现:从基准到使用现场,减少了传递层次,提高了测量准确度.     

交流量子化霍尔效应及其应用

利用量子化霍尔效应实现的直流电阻自然基准已经得到广泛应用,国际计量委员会给出了量子化霍尔电阻的国际推荐值作为各国统一电阻量值的依据。为了保持单位的一致性,交流阻抗的单位亦应溯源到量子化霍尔电阻,国际上因此开展了交流量子化霍尔电阻的研究。目前从交流量子化霍尔电阻传递出电容量值的不确定度已达到１～２×１０－７,可以基本满足实际工作中交流阻抗单位准确度的需要。要进一步提高交流量子化霍尔电阻的准确度,则需要在一些基础性的研究方面作更为深入的工作。     

在室温量子化霍尔电阻与1Ω标准电阻的比较

1.前言在强磁场和低温条件下标定量子霍尔电阻(RH=h/ie~2,h—普朗克常数,e—电荷,i—量子数)精度很高,国际计量委员会(BIPM)已经决定利用这种量子化方法来实现欧姆值。为此计量学实验室应具有便于使R_H与标准电阻相比较的设备,且这组标准电阻要求在实验期间保持有足够高的稳定度。     

启用量子化霍尔电阻基准时国内直流电阻量值的修正

报告了2003年以来采用量子化霍尔电阻(QHR)监测的原国家电阻基准的长期漂移率;通过直流电阻副基准分别与QHR和原主基准比对,确定了原主基准相对于QHR的偏差.2008年1月1日启用QHR新基准时,溯源到原基准的直流电阻及相关量值的修正量为-0.70 μΩ/Ω,该修正量的不确定度为0.05 μΩ/Ω,涉及到一等及其以上各级电阻计量标准.     

石墨烯在计量科学中的应用

石墨烯是一种具有奇异特性的新型材料,它由单层碳原子构成六方蜂巢状二维结构。因其具有独特的电子能带结构而显示相对论电子学特性,石墨烯是迄今为止人类发现的最理想的二维电子系统,具有丰富而新奇的物理特性。综述了石墨烯的结构、特性、制备方法及其可能的工业应用,结合现代计量科学进展,对石墨烯在量子计量基准中的应用前景进行了展望。     

量子化霍尔电阻基准获国家科技进步一等奖

2008年1月8日,在人民大会堂召开的“国家科学技术奖励大会”上,由中国计量科学研究院张钟华院士领导的课题组研制的“量子化霍尔电阻基准”荣获国家科技进步一等奖。     

超导电子学在计量测试中的应用

本文对超导电子学在计量测试中的应用特别是物理常数２ｅ／ｈ，精细结构常数α的精确测量以及电压基准、电阻量子基准做了一个全面的叙述。     

石墨烯在量子霍尔电阻中的应用

基于砷化镓的量子霍尔电阻自然基准需要在约1.5K的温度条件下运行,存在成本高和操作复杂等诸多问题。随着石墨烯材料独特电性能的发现,因其可以在约4.2K的温度复现量子霍尔效应而成为制作量子霍尔电阻的理想材料。各国专家围绕石墨烯在电学计量领域的应用开展了大量的工作,取得了可喜的进展。对当前石墨烯在量子霍尔电阻中应用的进展和存在的问题进行了总结,并对未来的发展进行了展望。     

基于量子自然基准的新型电流计量技术研究

在现代军事计量中，电磁计量直接影响国防建设质量和武器技战水平。现有电学计量体系中，基于约瑟夫森效应和量子化霍尔效应的量子电压和量子电阻的基准装置已经完成建设并已投入应用，然而基于量子效应的电流基准仍处于探索阶段。本论文基于高灵敏度原子磁力仪技术提出一种新型电流计量技术，可将电流间接溯源至约瑟夫森效应、量子化霍尔效应和拉莫尔进动效应三种量子自然基准。该技术有潜力用于建设电流计量基准装置和研制基于量子自然基准的新型电流比较仪。具体阐述了电流计量及量值传递方案的物理思想和实施过程，并通过相关实验验证了方案的可行性。     

量子计量基准与基本物理常数

文章讲述了计量基准从实物基准到量子计量基准的发展过程，论述了基本物理常数的精密测定与量子计量基准的关系。指出了新一代量子计量基准的特点是基于微观物理学的规律，并设法把计量单位的定义与基本物理常数相联系。     

中国计量科学研究院建成的量子化霍尔电阻标准

国际计量委员会推荐 ,1990年 1月 1日起在世界范围内启用量子化霍尔电阻标准代替使用了几十年的电阻实物基准。中国计量科学研究院经过十几年的努力 ,于 2 0 0 3年建成了量子化霍尔电阻标准。自主研制了能满足实际量值传递工作要求的量子化霍尔器件 ,并建成了高精度的低温电流比较仪 ,以把量子化霍尔电阻量值传递到日常检定工作中使用的十进位电阻。课题成果中有多项独创性的成就。目前所建量子化霍尔电阻标准的不确定度为 10 -10 量级 ,达到国际领先水平。     

计量科学假说--如果自然常数有变

普朗克语录：在科学的发展中。一个概念从来都不会是刚开始就以其最后的完整形式出现。笔者运用演绎法推导出量子计量基准体系可能不是最后的完美无缺的计量基准体系，计量科学由传统的实物计量基准发展为量子计量基准。不是最后结论的新结论。     

量子计量基准概况及研究进展

量子计量基准与传统的计量基准相比较,具有准确度高、可在多个地点复现等一系列显著优点,近40年来得到了很快的发展.目前,长度、时间、电学等方面的量子基准已逐步建立,测量准确度提高了几个数量级.在新世纪中,量子计量基准将得到进一步的发展和完善.     

基于量子化霍尔电阻考核的国家电阻基准的稳定性

报告了自1990年以来通过与量子化霍尔电阻比对考核的国家直流电阻（实物）基准的长期漂移率及偏差。结果表明2001年以来,国家直流电阻（实物）副基准的漂移率为-0．0551μΩ／a,主基准的漂移率为-0．0808μΩ／a;2006年10月25日,国家直流电阻（实物）基准复现的电阻量值较量子化霍尔电阻的相对偏差为＋0．677mm,预计2007年1月1日需要修正-0．69μΩ／a。     

NIM用计算电容测定的量子化霍尔电阻的SI值

量子化霍尔电阻的ＳＩ值的准确测定对进一步改进冯·克里青常数的准确度及国际基本物理常数平差均有重要意义。中国计量科学研究院于１９９４年春用计算电容测定了量子化霍尔电阻的ＳＩ值，测得ｉ＝１时的量子化霍尔电阻的ＳＩ值为ＲＨ＝２５８１２．８０８４（３４）Ω，其不确定度为１．３×１０－７（１σ）。