Er grafen den bedste kvantemodstandsstandard?

Selvom grafen har enestående elektriske egenskaber, anses det ikke for at være den bedste kvantemodstandsstandard. Den mest almindeligt accepterede og nøjagtige kvantemodstandsstandard er baseret på kvante-Hall-effekten, som forekommer i højkvalitets todimensionelle elektronsystemer. Grafen kan udvise kvante Hall-effekt, men dets modstandskvantisering påvirkes af forskellige faktorer såsom inhomogeniteter, uorden og kanteffekter.

Kvante-Hall-modstandsstandarden udnytter præcist definerede plateauer i Hall-modstanden af ​​en todimensionel elektrongas udsat for stærke magnetiske felter. Det giver en ekstremt stabil og kvantiseret modstandsværdi baseret på fundamentale konstanter, såsom den elementære ladning og von Klitzing-konstanten. Denne standard har opnået bemærkelsesværdig præcision, hvor usikkerheder når op på dele pr. milliard, hvilket gør den til den mest nøjagtige modstandsstandard til rådighed.

I modsætning hertil står grafenbaserede modstandsstandarder stadig over for flere udfordringer med hensyn til nøjagtighed, reproducerbarhed og langsigtet stabilitet. Mens grafen har høje bærermobiliteter og kan udvise kvante Hall-effekten, kan tilstedeværelsen af ​​defekter, urenheder og variationer i prøvekvaliteten påvirke kvantiseringspræcisionen. Derudover kan det være teknisk krævende at opnå de krævede høje magnetiske felter for kvante-Hall-effekten og kan medføre yderligere usikkerheder.

Selvom grafen er et spændende materiale med stort potentiale, betragtes det derfor ikke i øjeblikket som den bedste kvantemodstandsstandard. Kvante Hall-effekten i halvleder-heterostrukturer af høj kvalitet forbliver guldstandarden for kvantemodstandsmetrologi.