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Joint Research Project „Quantum resistance metrology based on graphene“ gestartet

22.11.2013

In einem neu bewilligten und von der PTB koordinierten europäischen Forschungsprojekt soll die Entwicklung von Graphen zu einem einfach nutzbaren Quantennormal des elektrischen Widerstands vorangetrieben werden.

Zum 1. Juni 2013 wurde das Joint Research Project (JRP) SIB51 GraphOhm „Quantum resistance metrology based on graphene“ gestartet, das im Call 2012 „SI Broader Scope II“ des European Metrology Research Programme (EMRP) erfolgreich beantragt worden war. Das Konsortium des Projekts mit dreijähriger Laufzeit und einem Gesamtbudget von etwa drei Millionen Euro umfasst die acht JRP-Partner PTB (D), NPL (UK), LNE (F), MIKES (FI), SP (S), CMI (CZ), METAS (CH), SMU (SK) sowie als außereuropäischen Partner KRISS (KR). Es wird komplettiert von drei Instituten an der Chalmers University Göteborg (S), der University Linköping (S) sowie der Universität Bielefeld (D), welche durch Arbeiten beitragen, die im Rahmen von Researcher Excellence Grants gefördert werden.

Das Projekt hat sich zum Ziel gesetzt, elektrische Quanten-Hall-Widerstandsnormale auf Basis des Materials Graphen zu entwickeln. Der prinzipielle Vorteil von Graphen gegenüber dem etablierten Halbleiter Galliumarsenid liegt in einer höheren Betriebstemperatur insbesondere bei relativ kleinen Magnetfeldern. Dazu muss es allerdings gelingen, elektronisch sehr homogenes Graphen geringer Ladungsträgerdichte herzustellen und daraus Bauelemente zu fertigen, deren Eigenschaften auch gegen wechselnde Umgebungseinflüsse stabil sind. Verschiedene Herstellungs- und Charakterisierungsverfahren vor allem der universitären Partner sowie umfangreiche Präzisionsmessungen der beteiligten Metrologieinstitute kommen bei dieser Entwicklung zum Einsatz.

Weitere Projektziele sind die Schaffung einer angepassten messtechnischen Infrastruktur, mit der das angestrebte einfachere Widerstandsnormal optimal genutzt wird, sowie eine erstmals durchgeführte Untersuchung, ob ein Graphen-Widerstandsnormal auch beim Betrieb mit Wechselstrom als Impedanznormal eingesetzt werden kann. Dieser Aspekt ist, gemeinsam bearbeitet mit dem Partner METAS, die Hauptaufgabe der PTB in dem Projekt.

 

 

Bild: Logo des JRP GraphOhm

 

 

 

http://www.ptb.de/emrp/graphohm.html

 

 

 

Ansprechpartner: F. J. Ahlers
Fachbereich 2.6:  Elektrische Quantenmetrologie