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World File Search System基本电荷
2019 年是计量学的重要一年。国际
2019 年是计量学的重要一年。国际单位制于当年 5 月 20 日世界计量日进行了修订 [1]。2020 年会带来什么？在本文中，我们讨论了 2020 年值得关注的五项有希望的进展。首先，我们描述使用电磁波测量体积和气体压力。这些测量依赖于真空中光速的固定值 c 0 。然后我们转向普朗克常数 h 。可以从 h 获得质量和力的 SI 可追溯测量值。自从定义从千克国际原型的质量变为普朗克常数的值以来，质量计量学正在取得有趣的发展。将基本电荷 e 添加到 h 中，可以通过量子霍尔效应进行电阻和阻抗测量。自 2004 年发现石墨烯以来，这一直是一个非常有趣的领域。最后一节解释了如何使用电阻器上的噪声来测量热力学温度。正如将要展示的，温度可以与玻尔兹曼常数 k B 和普朗克常数的商相关联。虽然很难与去年计量学的兴奋相媲美，但我们相信，2020 年基础计量学将迎来有趣而令人兴奋的发展。
一种新颖的深钢筋学习启用泵存储的代理，用于泵存储水力系统电压控制
抽象的压电能量收集系统在通过低频操作为微电动设备供电方面起着至关重要的作用。在这里，已经为低功率电子设备开发了一种新型的压电能量收集设备。开发的压电能量收集系统由一个悬臂向外投射，悬臂一端连接到风圈，另一端连接到扭转弹簧。开发的压电能量收集系统在通电的微电器设备中的应用。悬臂向内放在压电电晶体堆栈中。当风击中时，会在防线器中产生涡流，该涡流振荡并在压电晶体堆栈中产生压力，以开发电能。从压电能量收集系统获得的输出电压不会影响压电晶体的任何输入频率。获得的结果表明，开发的压电能量收集系统会产生120-200 eV，为2.9×10 16 –4.84×10 16 Hz频率，考虑到基本电荷单元为40，对于4-9 m/s的可变风流。这项研究旨在开发用于低功率微电动设备的有效风能的压电能量收集系统。
基本常数和单位以及时间搜索...
这些讲座试图涵盖基本常数领域的两个活跃研究主题，其动机似乎毫无关联，甚至相互对立。一方面，计量学中有一个成功的计划，将基本单位的实现尽可能紧密地与基本常数的值（如光速 c、基本电荷 e 等）联系起来，因为这种方法有望为所有物理量的测量提供一个通用且精确的系统。另一方面，常数的普适性可能会受到质疑，因为寻找大统一理论或量子引力理论似乎不可避免地需要违背爱因斯坦的等效原理，因此可能意味着基本耦合常数的空间和时间依赖性。通过实验探索基本常数的时间变化，其动机是认为这可能为新物理学提供一个窗口，从而指导或限制通向更深层次理论理解的途径。这两个主题的联系在于，它们都受益于对计量学实验精度的共同追求。精度的提高将使应用科学的测量更加可靠，也使我们能够寻找迄今为止可能未被注意到但可能为更全面理解物理学基础提供线索的微小影响。本文的第一部分将简要概述当前的单位制以及正在进行的有关如何改进它的讨论。我们将
谐振隧道增强场发射的理论分析
在本文中，我们通过求解一维时间独立的schrödinger方程来开发出从表面上从表面发射的精确分析量子理论。可以通过离子，原子，纳米颗粒等引入的Quantu井可以简化为平方电位，其深度为H，宽度D和与表面L的距离。该理论用于分析量子井（D，H和L），阴极性质（工作函数W和Fermi Energy E F）和DC Fifferd f的效果。发现，量子井可能导致谐振隧道增强的轨道发射，最高几个数量级，比裸露的阴极表面大。同时，电子发射 - 能量光谱显着狭窄。强的增强区域受EFL +H≥W + C和EFL≤W的条件，E是基本电荷（正）（正），并且C在DC Fifferd f上持续依赖。还发现，带有直流f的电子发射能源谱的谐振峰遵循εp=εp0-efl，εp0大约是在没有dcfifeld的平方电位中固定在平方电位中的电子的特征力。该理论为高效率场发射器的设计提供了见解，该发射器可以产生高电流且高度简单的电子束。
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
基于量子的测量和小电流的生成
应用于医疗测量技术（例如剂量测定和近距离放射治疗）、环境测量技术（例如粉尘浓度或排放控制测量），还应用于现代半导体工业（微电子和纳米电子学）或现代照明工业。所提出的方法基于一种新型、方便的仪器，即超稳定、低噪声电流放大器（英语超稳定低噪声电流放大器，简称ULCA），用作电流-电压转换器，具有出色的性能，无需直接使用低温方法[3, 4]。其高度稳定的传输系数基于量子霍尔效应进行“量子精度”校准，电压信号采用基于约瑟夫森电压标准的电压表测量。原则上，计划在不久的将来对 SI 进行修订，定义基本电荷 e 的精确值，这使得根据关系 I = e ∙ 表示追溯到频率 f 的电流强度成为可能f[1]。然而，由于制造技术和操作的复杂性非常高，目前正在开发的必要的单电子泵尚未完全开发用于实际计量用途[5-8]。迄今为止，计量机构已经进行了亚纳安电流的再循环生成，优选使用基于使用电压斜坡的电容器充电的过程[9-11]。相对不确定性最多达到 10 µA/A 左右 [12]，其中精度受到电容器容量频率依赖性的不确定性贡献的限制 [13]。ULCA 概念避免了这一基本限制。除了其他实质性的实际优势外，ULCA 还能够生成和测量小电流强度，其不确定性比传统方法小大约两个数量级。ULCA的概念、特点、可能的应用以及初步应用的结果如下
使用... 计数电子的实际方面 - NIST 的 TSAPPS
由外部信号控制的单个电子的转移首先由 Pothier 等人于 1991 年在具有 3 个铝结的单电子隧穿 (SET) 泵中实现。。该装置产生的电流在标称值 I = ef 的 1/103 以内，其中 e 是基本电荷，f 是泵浦频率。NIST 制造了具有 5 个结 [2] 和 7 个结 [3] 的类似泵，结果显示每个周期的误差分别约为 106 分之 5 和 108 分之 1。在这些装置中，每个电子转移事件都可以通过附近的 SET 晶体管进行监控，因此泵浦的电子实际上可以被“计数”。7 结泵足以用于基础计量，特别是基于计数电子的电容标准 [4]。此类标准于 1998 年首次展示 [5]，最近已完成完整的不确定度预算 [6]。过去 10 年，人们的努力并未追求更低的误差率，而是集中于 (1) 了解误差率理论与实验之间的巨大差异 [7–10]、(2) 量化泵用于电容标准时的性能限制 [11]，以及 (3) 通过使用更少的结实现相同的误差率来简化泵操作 [12,13]。此外，人们还探索了其他几种可以通过传输单个电子（或超导状态下的库珀对）产生电流的装置。在 [14] 中可以找到对这些方法的广泛（但有些过时）的回顾。请参阅本书 [15] 中 Kemppinen 等人的文章。了解最近的参考资料和对这种新方案的详细讨论。总的来说，这些方法承诺的电流比 SET 泵可能提供的电流大得多，但尚未证明计量所需的精度。本文首先回顾了 SET 泵的操作和错误机制，然后讨论了使用 SET 泵的几个实际方面。目的是让读者了解在计量实验中实施 SET 泵的主要挑战，并
锂金属剥离过程中张力诱发的空化现象 - 鞠力研究组
由于其高的理论容量（3860 mAh g-1）和低电化学电位，体心立方（BCC）相的锂金属（Li Metal）被视为高能量密度可充电锂电池的终极负极材料。[1] 然而，由于锂金属形态不稳定性（LMI）[2]在重复循环中出现，导致内部短路、库仑效率低、电解质消耗、容量衰减迅速和安全隐患，锂金属电池的实际部署长期以来受到阻碍。[3–9] 锂金属可充电电池存在两个基本问题：锂枝晶穿透引起的短路会带来重大安全隐患[10,11] 和低库仑效率限制循环寿命。 [12] 我们认为前者是由于电沉积过程中锂金属受到压缩引起的，而后者是由于剥离过程中的拉应力引起的，从而引起空化、电子逾渗损失和死锂金属，以及固体电解质 (SE) 侧的断裂和离子逾渗损失。尽管迄今为止在阐明沉积半循环中锂金属的生长机制方面取得了很大进展 [13,14]，但剥离半循环中锂金属的动力学仍然神秘莫测。在控制锂金属沉积/剥离的所有因素中，SE 界面相 (SEI)，即锂金属与液体或固体电解质之间形成的固体界面，被认为对锂金属的形貌和生长/剥离动力学具有关键影响。 [15] 由于有机液体电解质在低于 ≈ 1 V （相对于 Li + /Li）时具有电化学还原不稳定性[2]，SEI（实际上是一种临时的 SE 纳米膜）的形成被认为是液体电解质电池正常运行的必要条件。 [16–22] 或者，可以使用多孔混合离子电子导体 (MIEC) [11,23,24]（它可能对锂金属具有绝对的热力学稳定性）来引导其沉积和剥离并控制 LMI。 无论可充电电池使用液体还是固体电解质/MIEC，[11,23,24] 剥离过程中张力驱动的 LMI 问题非常普遍，需要小心处理。根据能斯特方程，如果 U = 0 V，电位参考（Li + /Li）是基于环境压力（P = 1 atm）BCC Li Metal 定义的，那么进一步加压的Li Metal 将使平衡电位移动 U eq = −∆ PV Li / e，其中 V Li = 21.6 Å3 是 BCC 相中锂原子的体积，e 是基本电荷，[25,26] 因为沉积的锂原子需要抵抗额外的压力才能加入