Fabrication of the 10 kΩ QHR array device

• Autorzy: Oe, T. , Matsuhiro, K. , Itatani, T. , Gorwadkar, S. , Kiryu, S. , Kaneko, N. H.

Warianty tytułu

PL

Wytwarzanie 10 kΩ matrycy QHR

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Each quantized Hall resistance (QHR) elements which constitute a perfect quantum Hall array resistance standard (QHARS] device should have suitable performance as a DC resistance standard by itself. We have improved the yield ratio of the QHR device to accomplish the QHARS process. Thereby we have achieved approximate 100% device yield of 400 μm-width Hall bars by adopting a new device process with the SiO₂ passivation layer before the AuGe/Ni evaporation. The 10 kΩ-QHARS device with this new process agrees with its nominal value within 8 × 10⁻⁹ based on the von Klitzing constant R (sub)K.

PL

Wszystkie próbki z kwantową rezystancją Halla (QHR), które stanowią pełną matrycę kwantowego wzorca rezystancji Halla (QHARS), muszą mieć takie parametry, jak stałoprądowy wzorzec rezystancji. Poprawiliśmy procentowy współczynnik uzyskiwania dobrych próbek QHR w procesie wytwarzania wzorca QHARS. Dzięki temu z płytki o szerokości 400 μm osiągnęliśmy blisko 100-procentowy uzysk próbek (ścieżek przewodzących) z efektem Halla przez wykorzystanie nowej technologii ich wytwarzania z udziałem warstwy pasywacji SiO₂, przed odparowaniem AuGe/Ni. Rezystancję wzorca QHARS 10 kΩ wykonanego nową technologią porównywano z jej wartością nominalną określoną za pomocą stałej von Klitzinga R (sub)K i uzyskano zgodność w granicach błędu względnego 8 × 10⁻⁹.

Słowa kluczowe

PL

wzorce rezystancji; kwantowy efekt Halla

EN

resistance standards; quantum Hall effect

• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 52, nr 6
• Strony: 47-49
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys.

Twórcy

autor

Oe, T.

autor

Matsuhiro, K.

autor

Itatani, T.

autor

Gorwadkar, S.

autor

Kiryu, S.

autor

Kaneko, N. H.

• National Metrology Institute of Japan, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (NMIJ/AIST), Tsukuba, Ibaraki, Japan

Bibliografia

• [1] Delahaye F.: Series and parallel connection of multiterminal quantum Hall-effect devices. J. Appl. Phys., Vol. 73, No. 11, pp. 7914-7920, 1993.
• [2] Syphers D. A., Fang F. F., Stiles P. J.: Multiple Connected Quantized Resistance Regions. Surface Science, Vol.142, pp. 208-214. 1984.
• [3] Piquemal F., Blanchet J., Geneves G., Andre J. P.: A First Attemt to Realize (Multiple-QHE Devices)-Series Array Resistance Standards. IEEE Trans. on Inst. and Meas., vol. 48, No. 2, pp. 296-300, 1999.
• [4] Poirier W., Hayashi K., Fhima H., Piquemal F., Geneves G., Andre J. P.: QHE Array Resistance Standards Down to 129 Ω. CPEM 2000 Conf. Digest, Sydney, Australia, pp. 517-518, 2000.
• [5] Poirier W., Bounouh A., Hayashi K., Fhima H., Piquemal F., Geneves G., Andr'e J. P.: RK/100 and RK/200 quantum Hall array resistance standards. J. Appl. Phys., Vol. 92, No. 5, pp. 2844-2854, 2002.
• [6] Poirier W., Bounouh A., Piquemal F., Andre J. P.: New Generation of Quantum Hall Array Resistance Standards. CPEM 2002 Conf. Digest, Ottawa, Canada, pp. 534-535, 2002.
• [7] Bounouh A., Poirier W., Piquemal F., Geneves G., Andre J. P.: Quantum Resistance Standards With Double 2DEG. CPEM 2002 Conf. Digest, Ottawa, Canada, pp. 240-241, 2002.
• [8] Bounouh A., Poirier W., Piquemal F., Geneves G., Andre J. P.: Quantum Resistance Standards With Double 2DEG. IEEE Trans. on Inst. and Meas., vol. 52, No. 2, pp. 555-558, 2003.
• [9] Poirier W., Bounouh A., Piquemal F., Andre J. P.: A new generation of QHARS: Discussion about the technical criteria for quantization. Metrologia, vol. 41, pp. 285-294, 2004.
• [10] Hein G., Schumacher B., Ahlers F. J.: Preparation of Quantum Hall Effect Device Arrays. CPEM 2004 Conf. Digest, London, UK, pp. 273-274, 2004.
• [11] Goebel R., Delahaye F., Jeckelmann B., Schopfer F., Poirier W.: Preliminary Investigation of the use of Quantum Hall Array Resistance Standards as Traveling Standards. CPEM 2006 Conf. Digest, Torino, Italy, pp. 514-515, 2006.
• [12] Ahlers F. J., Hein G., Schumacher H. W., Pierz K.: Quantum Hall Series Arrays under Magnetic Field Reversal. CPEM 2006 Conf. Digest, Torino, Italy, pp. 508-509, July 9-14, 2006.
• [13] Pierz K., Hein G., Schumacher B., Pesel E., Schumacher H. W.: Asymmertic Double 2DEGs as a Basis of Quantum Hall Resistance Standards. CPEM 2008 Conf. Digest, Colorado, USA, pp. 18-19, June 08-13, 2008.
• [14] Schopfer F., Poirier W.: Quantum Hall Effect Wheatstone Bridge. CPEM 2006 Conf. Digest, Torino, Italy, pp. 700-701, 2006.
• [15] Kaneko N., Urano C., Itatani T., Kiryu S.: Development of a 10 kΩ Quantum Hall Array Resistance Standard. CPEM 2006 Conf. Digest, Torino, Italy, pp. 512-513, July 9-14, 2006.
• [16] Oe T, Kaneko N., Urano C., Itatani T., Ishii H., Kiryu S.: Development of Quantum Hall Array Resistance Standards at NMIJ CPEM 2008 Conf. Digest, Colorado, USA, pp. 20-21, 2008.
• [17] Oe T., Matsuhiro K., Urano C., Fujino H., Ishii H., Itatani T., Sucheta G., Maezawa M., Kiryu S., Kaneko N.: Development of 10 kΩ Quantum Hall Array Resistance Standards at NMIJ CPEM 2010 Conf. Digest. Daejeon. Korea, pp. 619-620, 2010.
• [18] Delahaye F., Jeckelmann B.: Reviced technical guidelines for reliable dc measurements of the quantized Hall resistance. Metrologia, vol. 40, pp. 217-223, 2003.