|сгенерировать QR код
Открытый доступ
Только для подписчиков
Квантовый эффект Холла и постоянная Клитцинга
https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-1-9-13
Аннотация
Рассмотрена актуальная проблема в области электрических измерений в связи с принятыми 26-й Генеральной конференцией по мерам и весам в ноябре 2018 г. (Франция, Версаль) новыми определениями единиц физических величин системы СИ, а именно воспроизведение ома на основе квантового эффекта Холла. Объяснены причины введения в 1988 г. независимой от международной системы единиц константы Клитцинга и её отмены в 2018 г. Изложены физические основы эффекта. Проанализированы основные косвенные и прямые эксперименты, приведшие к созданию эталона ома на основе квантового эффекта Холла, в том числе проведённые во ВНИИМС в 1982–1986 гг. На примере этих экспериментов показана идентичность значений квантованного сопротивления для образцов, изготовленных на основе инверсионных слоёв в кремнии, арсениде галлия и в образцах принципиально нового вещества графена. Приведены результаты по использованию графена для создания эталонов на основе квантового эффекта Холла для различных отраслей промышленности и науки на базе новейших достижений в его изготовлении.
Ключевые слова
Об авторе
С. Г. Семенчинский
Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы
Россия
Россия
Сергей Георгиевич Семенчинский
Москва
Список литературы
1. 16 November 2018: Historic day for metrology. URL: https://www.bipm.org/utils/common/pdf/CGPM-2018/Presentation-CGPM26-Klitzing.pdf(дата обращения:02.12.2020).
2. Quinn T. J., Metrologia, 1989, vol. 26(1), pp. 69–74. https://doi.org/10.1088/0026-1394/26/1/006
3. K. v. Klitzing, Dorda G., and Pepper M., Physical Review Letters, 1980, vol. 45, no. 6, pp. 494–497. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.45.494
4. Семенчинский C. Г. Об электрических единицах СИ // Законодательная и прикладная метрология. 2019. № 2 (159). C. 7–9.
5. Семенчинский С. Г., Эдельман В. С. Полевой транзистор и постоянная тонкой структуры // Природа. 1982. № 9. C. 38–41.
6. Пудалов В. М., Семенчинский С. Г. Нелинейные явления в квантовом эффекте Холла // ЖЭТФ. 1984. Т. 86. С. 1431–1445.
7. Pudalov V. M., Semenchinsky S. G., Edelman V. S., Solid State Communications, 1984, vol. 51, no. 9, pp. 713–717. https://doi.org/10.1016/0038-1098(84)90953-0
8. Семенчинский С. Г. Влияние тока в канале МДПструктуры на ее заряд в условиях квантового эффекта Холла // ЖЭТФ. 1986. Т. 91. С. 1804–1814.
9. Eisenstein J. P., Stormer H. L., Narayanamurti V., Cho A. Y., Gossard A. C., Tu C. W., Physical Review Letters, 1985, vol. 55, no. 8, pp. 875–878. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.55.875
10. Hartland A., Jones K., Williams J. M., Gallagher B. L., Galloway T., Physical Review Letters, 1991, vol. 66, pp. 969–973. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.66.969
11. Jeckelmann B., Jeanneret B., Physical Review B, 1997, vol. 55, iss. 19, pp. 13124–13134. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.55.13124
12. Jeckelmann B., Inglis A. D., and Jeanneret B., IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, April 1995, vol. 44, no. 2, pp. 269–272. https://doi.org/10.1109/19.377828
13. Novoselov K. S., Geim A. K., Dubonos S. V., Hill E. W., Grigorieva I. V., Nature, 2003, vol. 426, pp. 812–816. https://doi. org/10.1038/nature02180
14. Novoselov K. S., Geim A. K., Morozov S. V., Jiang D., Zhang Y., Dubonos S. V., Grigorieva I. V., Firsov A. A., Science, 2004, vol. 306, pp. 666–669. https://doi.org/10.1126/science.1102896
15. Novoselov K. S., Jiang Z., Zhang Y., Morozov S. V., Stormer H. L., Zeitler U., Maan J. C., Boebinger G. S., Kim P., Geim A. K., Science, 2007, vol. 315, iss. 5817, p. 1379. https://doi.org/10.1126/science.1137201
16. Giesbers A. J. M., Rietveld G., Houtzager E., Zeitler U., Yang R., Novoselov K. S., Geim A. K., Maan J. C., Applied Physics Letters, 2008, vol. 93, no. 22. https://doi.org/10.1063/1.3043426
17. Tzalenchuk A., Lara-Avila S., Kalaboukhov A., Paolillo S., Syvajarvi M., Yakimova R., Kazakova O., Janssen T. J. B. M., Fal’ko V., and Kubatkin S., Nature Nanotechnology, 2010, vol. 5, pp. 186–189. https://doi.org/10.1038/nnano.2009.474
18. Janssen T. J. B. M., Fletcher N. E., Goebel R., Williams J. M., Tzalenchuk A., Yakimova R., Lara-Avila S., Kubatkin S., Fal’ko V. I., New Journal of Physics, 2011, vol. 13, 093026-6. https://doi.org/10.1088/1367-2630/13/9/093026
19. Ribeiro-Palau R., Lafont F., Brun-Picard J., Kazazis D., Michon A., Cheynis F., Couturaud O., Consejo C., Jouault B., Poirier W., Schopfer F., Nature Nanotechnology, 2015, vol. 10, pp. 965–971. https://doi.org/10.1038/nnano.2015.192
20. NIST. Fundamental Physical Constants. Von Klitzing constant. URL: https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?rk (дата обращения: 02.12.2020).
Рецензия
Для цитирования:
Семенчинский С.Г. Квантовый эффект Холла и постоянная Клитцинга. Izmeritelʹnaya Tekhnika. 2021;(1):9-13. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-1-9-13
For citation:
Semenchinskiy S.G. Quantum Hall ef ect and von Klitzing constant. Izmeritel`naya Tekhnika. 2021;(1):9-13. (In Russ.) https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-1-9-13
Просмотров:
145
Послать статью по эл. почте 