Kwantowy wzorzec prądu elektrycznego

• Autorzy: Dudek E. , Orzepowski M. , Tatar A.

Warianty tytułu

EN

Quantum standard of electric current

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Obecna definicja jednostki prądu, wiążąca ampera z wielkościami nieelektrycznymi, nie jest możliwa do odtworzenia w warunkach laboratoryjnych. Od wielu lat dąży się do wprowadzenia nowej, opartej na zjawiskach kwantowych definicji, zakładającej przepływ określonej ilości ładunku w czasie. Intensywne prace nad stworzeniem kwantowego wzorca prądu elektrycznego dla proponowanej nowej definicji, skupiają się na budowie układu współpracujących ze sobą tranzystorów jednoelektronowych, które potrafiłyby zapewnić odpowiednio duży prąd z bardzo małą niepewnością. Autorzy przedstawili zasadę działania jednoelektronowego tranzystora SET, wyniki prac związanych ze zwielokrotnieniem obecnie otrzymywanego prądu wyjściowego oraz korzyści, jakie dla światowej metrologii przyniesie przedefiniowanie jednostki prądu elektrycznego.

EN

The definition of the electric current, which binds ampere with non-electrical quantities, can not be reproduced in the laboratory. Because of this, the new, based on quantum phenomena definition is wanted. Electric current should be defined as number of elementary charges transported in a period of time. Intensive work to develop a quantum standard for the proposed new definition focus on building a system of cooperating single-electron transistors with sufficiently large current and very little uncertainty. This paper gives a basic knowledge about quantum metrology triangle, single-electron transistor and primary current standards and also shows the advantages of redefinition the ampere.

Słowa kluczowe

PL

wzorzec kwantowy; tranzystor jednoelektronowy; amper; metrologia kwantowa

EN

quantum standard; single electron transistor; ampere; quantum metrology

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 52, nr 6
• Strony: 35--38
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Dudek E.

autor

Orzepowski M.

autor

Tatar A.

• Zakład Elektryczny Głównego Urzędu Miar, Laboratorium Wzorców Wielkości Elektrycznych

Bibliografia

• [1] Likharev K. K., Zorin A. B.: Theory of Bloch-wave oscillations in small Josephson junctions. J. Low Temp. Phys. 59, 347-82, 1985.
• [2] Keller M. W.: Current status of the quantum metrology triangle. Metrologia 45 (2008) 102-109.
• [3] Keller M. W., J. M. Martinis, N. M. Zimmerman, A. H. Steinbach: Appl. Phys. Lett. 69, 1804 (1996).
• [4] Giblin S. P., S. J. Wright, J. D. Fletcher, M. Kataoka, M. Pepper, T. J. B. M. Janssen, D. A. Ritchie, C. A. Nicoll, D. Anderson, G. A. C. Jones: An accurate high-speed single-electron quantum dot pump. New Journal of Physics 12 (2010).
• [5] Clothier W. K., G. J. Sloggett, H. Bairnsfather, M. F. Currey, D. J. Benjamin: Metrologia 26, 9 (1989).
• [6] Kastner M. A.: The single electron transistor and artificial atoms. Ann. Phys. (Leipzig) 9 (2000) 11-12, 885-894.
• [7] Goldhaber-Gordon D., H. Strikman, D. Mahlau, D. Abusch-Magder, U. Meirav, M. A. Kastner: Nature 391 (1998) 156.
• [8] Goldhaber-Gordon D., J. Gores, M. A. Kastner, H. Shtrikman, D. Mahalu, U. Meirav: Phys. Rev. Lett. 81 (1998) 5225.
• [9] Meirav U., M. A. Kastner, S. J. Wind: Phys. Rev. Lett. 65 (1990) 771.
• [10] Delsing P., T. Claeson: Single electron turnstile and pump devices using long arrays of small tunnel-junctions, Phys. Scr. T. 42, 177-181 (1992).
• [11] Redefinition of the kilogram, ampere, kelvin and mole: a proposed approach to implementing CIPM recommendation 1 (CI-2005) Metrologia 43 (2006) 227-246.
• [12] http://www.bipm.Org/en/CGPM/db/23/12/
• [13] http://qdev.boulder.nist.gov/817.03/whatwedo/set/set.htm
• [14] http://www.ptb.de/cms/en/fachabteilungen/abt2/fb-24/ag-242/einzelladungs-schaltungen-242.html
• [15] Steiner R. L., E. R. Williams, D. B. Newell, R. Liu: Towards an electronic kilogram: an improved measurement of the Planck constant and electron mass. Metrologia 42 (2005) 431-441.
• [16] http://www.bipm.org/en/convention/cgpm/