基于交流量子化霍尔电阻的量子阻抗标准研究

建立基于交流量子化霍尔电阻（ACQHR）的量子阻抗标准是目前国际计量学界的研究热点，新的量子阻抗标准将使得交流电阻、电容、电感和互感等电参数直接溯源到基本物理常数-冯 克利青常数,并与交直流约瑟夫森量子电压标准一起构成完整的量子电学计量基标准体系。与传统的基于计算电容的阻抗溯源标准相比，基于ACQHR的量子阻抗标准的准确度将有1到2个数量级的提高。本项目研究对象为量子阻抗溯源测量系统，具体包括：研究低温强磁场条件下，ACQHR样品中容性电流损耗引起的误差的机理，如二维电子气中的容性损耗误差，砷化镓样品在交流场中的损耗以及样品表面吸收层引起的损耗误差等，并研究消除损耗误差的方法。研制能够实现误差在千万分之一到亿分之一量级的量值传递用的精密同轴四端对交流阻抗电桥系统，其主要用于实现交流电阻和电容ACQHR的溯源。本项目旨在为建立我国的新一代量子阻抗溯源标准提供理论和技术支持。

立基于交流量子化霍尔电阻（ACQHR）的量子阻抗标准是目前国际计量学界的研究热点，新的量子阻抗标准将使得交流电阻、电容、电感和互感等电参数直接溯源到基本物理常数-冯•克利青常数,并与交直流约瑟夫森量子电压标准一起构成完整的量子电学计量基标准体系。与传统的基于计算电容的阻抗溯源标准相比，基于ACQHR的量子阻抗标准的准确度将有1到2个数量级的提高。本项目研究对象为量子阻抗溯源测量系统，具体包括：研究低温强磁场条件下，ACQHR样品中容性电流损耗引起的误差的机理，如二维电子气中的容性损耗误差，砷化镓样品在交流场中的损耗以及样品表面吸收层引起的损耗误差等，并研究消除损耗误差的方法。研制能够实现误差在千万分之一到亿分之一量级的量值传递用的精密同轴四端对交流阻抗电桥系统，其主要用于实现交流电阻和电容ACQHR的溯源。本项目旨在为建立我国的新一代量子阻抗溯源标准提供理论和技术支持。本项目取得的主要成果为，1）研制出了适合用作交流量子电阻标准的量子化霍尔电阻标准样片并研究了容性损耗对样品准确度的影响。2)研制了高准确的用于交流量子化霍尔电阻量值传递的同轴交流电桥，并发展了新的电桥比例臂校验技术。3）研制了用于标定标准电容的搞准确度同轴直角电桥，并研制了超低噪声的前置放大器用于桥路指零装置。本项目供发表相关SCI/EI 11篇，完成课题立项所设定目标。