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一个基于计数电子的电容标准.

Keller1, Eichenberger, Martinis

  • 1National Institute of Standards and Technology, Boulder, CO 80303, USA. National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD 20899, USA.

Science (New York, N.Y.)
|September 11, 1999
PubMed
概括
此摘要是机器生成的。

一个新的电容标准使用单电子道来精确测量电容. 这种基于量子的方法实现了高精度,为电容量测量提供了自然标准.

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科学领域:

  • 计量学 计量学是一门学科.
  • 量子电子学 量子电子学
  • 电气工程 电气工程

背景情况:

  • 准确的电容标准对于电力计量学至关重要.
  • 现有的标准可能缺乏与基本物理常数的直接联系.
  • 量子现象为新的,高度精确的测量标准提供了潜力.

研究的目的:

  • 开发一个电容标准,直接基于电容的定义.
  • 使用单电子道来实现精确的电荷转移.
  • 建立一个基于量子的电容标准.

主要方法:

  • 建造了一个冷电容器.
  • 采用单电子道装置,以传输具有基本电荷 (e) 的已知数量的电子 (N).
  • 测量了导致的电压变化 (ΔV),以确定电容 (C = Ne/ΔV).

主要成果:

  • 在重复的电容量测量中达到0.3 x 10−6的相对标准偏差.
  • 展示了基于基本电荷和电压测量实现电容的方法.
  • 开发的标准显示了高精度和可重复性.

结论:

  • 单电子道方法为电容标准提供了一个自然的基础.
  • 这个量子标准类似于约瑟夫森效应用于电压和量子霍尔效应用于电阻.
  • 这项工作通过提供基本电容标准来推进电力计量学领域.