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。     

量子化霍尔电阻国家标准的研究

中国计量科学研究院在2003年建成了量子化霍尔电阻标准装置。成功研制了系统的核心器件—量子化霍尔器件。并通过对低温电流比较仪系统及运行过程的研究,发现了氦气气压波动引起的冻结磁通蠕动导致的附加噪声是限制系统不确定度的主要原因。进而提出了一种新型的气压滤波器,消除了这些干扰因素。还改进了电路动态特性,改善了前馈补偿环节,把匝数比提高了8倍,信噪比也因而提高了8倍。完成的量子化霍尔电阻标准装置的综合不确定度为2.4×10-10(k=1)。     

我国量子化霍尔电阻标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9月13日通过专家鉴定,标志着我国量子计量科学研究在这一领域达到了世界领先水平。     

中国计量科学研究院建成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，在2003年建成了量子化霍尔电阻标准。课题组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电阻值。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。     

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）。     

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2003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。     

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。     

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。     

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。     

高精度标准电阻智能比较仪

自动研制的高精度标准电阻智能比较仪为光、机、电等综合技术的应用，能进行标准电阻的量值传递，实现自动检定（比较）。本文论述该仪器的技术指标、工作原理、操作程序、特点、检定接线方法、不确定度的理论分析及数据考核结果。     

Temperature Dependence of the Hall and Longitudinal Resistances in a Quantum Hall Resistance Standard

We present detailed measurements of the temperature dependence of the Hall and longitudinal resistances on a quantum Hall device [(GaAs(7)] which has been used as a resistance standard at NIST. We find a simple power law relationship between the change in Hall resistance and the longitudinal resistance as the temperature is varied between 1.4 K and 36 K. This power law holds over seven orders of magnitude change in the Hall resistance. We fit the temperature dependence above about 4 K to thermal activation, and extract the energy gap and the effective g-factor.     

提高低温电流比较仪测量准确度的几方面措施

通过对低温电流比较仪系统及运行过程的研究，发现了氦气气压波动、冻结磁通引起的附加噪声以及线圈匝数增多时分布电容引起的电流跳跃是限制系统不确定度停留在10^-9量级而不能进一步提高的原因。提出了一种新型的气压滤波器滤除了附加噪声。还改进了电路动态特性，改善了前馈补偿环节，把匝数比提高了5倍。运行过程中的电流跳跃现象也被消除。采用这些措施后，信噪比提高了5倍，新建的低温电流比较仪的测量准确度提高到了10^-10量级。     

标准铂电阻温度计在0—30—℃范围内的不确定度评定

本给出了0-30℃分温区内基于ITS-90温标定义的固定点——镓熔点复现装置的标准不确定及坟展不确定度评定,以及由此引起的0-30℃范围内工作基准铂电阻温度计分度的各温度点上的不确定度。本的分析结果可用于该温区内使用标准铂手工电阻温度计测温结果的不确定度分析。     

新型量子霍尔电阻样品计量应用研究

采用AsGa砷化镓系材料研制了多种结构的新型量子霍尔电阻样品,介绍了该样品的特点及应用领域。使用常温电流比较仪和低温电流比较仪,用过渡比对法对新型的量子霍尔电阻与标准量子霍尔电阻样品进行了双重测量比对验证,在实验室内测量结果的相对偏差小于4×10^-8,验证了新型的量子霍尔电阻样品和测量系统的准确度满足当前计量应用需求。     

我国钛及钛合金板带材标准体系综述

介绍了我国现行有效的钛及钛合金板带材的国标和国军标,分析了各标准的特点、性能指标、异同点,提出了进一步完善和发展我国钛板带材标准体系的建议。     

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。     

RE－TM磁光记录薄膜的磁场电效应研究

研究了磁性薄膜磁场电效应的测试方法，ＲＥ－ＴＭ磁光薄膜的测试样品制备、样品的磁场电效应（霍尔效应和磁阻效应）及其温度特性。实验结果表明，制备的ＴｂＦｅＣＯ薄膜的补偿点约为─３８℃。