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用于量子电阻计量的石墨烯器件在直流和交流电下的稳定性研究
在单层石墨烯首次实现后不久，人们就证明这种二维六边形碳晶格的独特能带结构即使在室温下也能实现稳定的霍尔电阻量化 [1]。这引发了电量子计量领域的许多研究，旨在实现比传统 GaAs 基标准可在更高温度和更低磁场中使用的电阻标准 [2-9]。电阻计量基于二维电子气系统中的整数量子霍尔效应 (QHE)。电阻平台与冯·克利青常数 R K = h / e 2 的整数分之一直接相关，其中普朗克常数 h 和基本电荷 e [10] 是自 2019 年 SI 修订以来精确定义的值 [11-13]。低温电流比较器 (CCC) 是一种高灵敏度的缩放工具，用于验证量化电阻 [14] 并用于建立直流 (DC) 电阻刻度。在实践中，后者包括校准标准电阻，其十进制标称值可追溯到量化霍尔电阻 (QHR)，对于选定的标称值，可以在低至 n Ω / Ω 范围内的不确定度下执行 [14, 15]。此外，电容单位法拉可以通过使用交流 (AC) 的 QHE 测量得出 [16]。测量不确定度优于 10 nF F − 1
用于电量子计量学的 CVD 石墨烯
* 巴塞尔大学物理系，Klingelbergstrasse 82, 4056 Basel，瑞士（michel.calame@unibas.ch；blaise.jeanneret@metas.ch）摘要 — 石墨烯是一种由碳原子以六边形晶格排列的单原子厚度材料，由于其有趣的电气和机械特性而被广泛吹捧为新的神奇材料 [1]。特别是在石墨烯中观察到的量子霍尔效应 (QHE) 为新的量子电阻标准开辟了道路。我们的研究重点是化学气相沉积 (CVD) 石墨烯的 QHE 和拉曼表征。在本文中，我们描述了石墨烯薄膜的 CVD 生长、它们向基材的转移以及使用拉曼光谱和电传输测量对其进行表征。索引词 — 石墨烯 (G)、化学气相沉积 (CVD)、铜 (Cu)、量子霍尔效应 (QHE)。引言 2004 年发现石墨烯后不久 [2]，石墨烯薄膜在室温和极高磁场中表现出非常清晰的 QHE 特征 [3]。这一观察结果引发了电工计量界的热烈讨论，人们设想开发一种新型初级电阻标准。如今，人们已经在石墨烯薄膜上实现了量子霍尔电阻 (QHR) 的精确测量，精度达到了前所未有的 8.6 × 10 -11 μΩ/Ω [4]。这些结果是在 Si/C 单晶基板上生长的石墨烯薄膜上获得的。另一个有前途的测量方法是使用