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我国成功建立量子化霍尔电阻标准


http://www.sina.com.cn 2004年09月18日09:57 光明日报

  准确度为国际同类基准之首记者 范又 通讯员 卢敬叁

  本报北京9月17日电中国计量科学研究院以张钟华院士为首的科研小组,建成我国自己的量子化霍尔电阻标准,其准确度达到10-10量级(误差仅为百亿分之几),比国外最好的同类装置高出十多倍;研究组还在国际上首次从理论上证明了量子化霍尔电阻数值与器件的形状无关,为证实量子霍尔效应的普适性做出贡献;自行研制出具有我国自主知识产权的量子化霍尔器件。

  在国家质检总局日前主持召开的成果鉴定会上,以清华大学唐统一教授为主任委员,金国藩院士、陈良惠院士、李同保院士、叶声华院士、彭时雄教授为副主任委员的鉴定委员会,对这项成果给予高度评价,认为达到国际领先水平。

  据介绍,我国是电能消费大国,年发电量达到2万亿度。如果电能计量有1%的误差,就相当于100亿元人民币的偏差。同时在航空航天、电子、通讯、原子能、高新材料等高科技领域内,各种精密电磁测量仪器也起着关键性的作用,各方面科研工作对电磁测量仪器的准确度提出越来越高的要求。

  电磁测量仪器是否准确,需要用电磁计量标准来检定。电磁计量标准最基本的是电压标准和电阻标准两种。经典的电压标准和电阻标准是保存在巴黎国际计量局的一组标准电池和一组标准电阻。由于这些标准器具是实物,其特性会随着时间发生变化,因此准确度只能达到106量级(误差为百万分之几)已经难以满足科技发展的需要。为了进一步提高电磁计量标准的准确度,科学家们想出了极为巧妙的方法,即用十分精确又不会变化的基本物理常数来导出计量标准的量值,这就是从20世纪中叶发展起来的量子计量标准。目前只有美、英、德等国家建立了此种标准。

  我国科学家建成的量子化霍尔电阻标准,准确度达到1010量级,比当前国外最好的同类装置高出十多倍,对我国的科研工作、精密仪器制造以及经济建设和国防建设都将产生重要促进作用,对计量科学本身也是重大贡献。


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