Grafen baner vejen for et nyt produkt, der gør det muligt for industrielle brugere

NPL, Chalmers Tekniske og Grafiske Universitet, har demonstreret den langsigtede stabilitet af epigrafen kvante Hall-chippen, som repræsenterer et vigtigt skridt hen imod at gøre det muligt for slutbrugere at opretholde deres egne modstandsstandarder

SI-enheden for modstand realiseres ved NPL ved hjælp af en kvante Hall-effektanordning. Nyere forskning på grafenanordninger har gjort det muligt at realisere kvante-Hall-effekten ved både lavere magnetfelter og højere temperaturer, mens den stadig beholder del per milliard nøjagtigheder. De detaljerede resultater er offentliggjort i en nyere udgave af Metrologia .

NPL udvikler i samarbejde med Oxford Instruments en primær standard for modstand til bordplader, der inkorporerer både en grafen kvante Hall effekt enhed og en kryogen strøm komparator i den samme kryostat, for at give et kompakt og let betjeningssystem til metrologilaboratorier.

Det langsigtede samarbejde mellem NPL, Chalmers Tekniske og Grafiske Universitet, har resulteret i et stort fremskridt inden for grafenprøver. Epitaksial grafen (epigrafen) er blevet dyrket på siliciumcarbid og har bedre ydeevne ved højere temperaturer og lavere magnetfelt, end det tidligere var muligt. Rent praktisk, det har også fjernet den vanskelige proces med at finjustere bærertætheden og betyder, at 'bordplade'-systemet kan varmes op og køles ned igen, og plateauet forbliver, hvor det er indstillet uden brugerindgriben.

NPL, Chalmers Teknologiske Universitet og Sveriges nationale metrologiinstitut (RISE) har demonstreret den metrologiske kvalitet og stabilitet af disse typer enheder i op til to år.

JT Jansen fra NPL forklarer vigtigheden af ​​dette arbejde:"En af forhåbningerne ved kvantemetrologi er at levere primære standarder direkte til slutbrugere. Epitaksial grafen har gjort os i stand til at demonstrere væsentligt kortere sporbarhedskæder og mere nøjagtige målinger, med et mere præcist og kompakt stykke udstyr. Dette er en trinvis ændring i kapacitet og en spændende udvikling."

Sergey Kubatkin fra Chalmers University of Technology forklarer mere:"Med de nye definitioner af visse enheder inden for International System of Units (SI), der trådte i kraft siden 20. maj 2019, de epigrafen-baserede kvante-Hall-enheder bruges til at sprede ikke kun de elektriske enheder, men også andre standarder, der er afhængige af elektriske målinger, såsom masseenheden, kilogram."

Amer Ali, CEO hos Graphensic opsummerer udviklingen:"Vi har stået over for nogle alvorlige udfordringer i alle aspekter af at lave disse enheder for at nå det niveau, vi er på i dag, at være i stand til at tilbyde kommercielle enheder til produkter, der fungerer i virkelige applikationer."

Ziad Melhem, Strategisk forretningsudviklingschef for Oxford Instruments NanoScience sagde:"Dette er en spændende præstation af partnerne i at demonstrere den succesrige brug af grafenmateriale for at muliggøre ny innovativ og nøglefærdig kommerciel løsning i et kompakt og bord-top kvantestandardmålesystem for resistens."