NTT验证世界最高精度GHz单电子转移元件

NTT于2016年7月5日宣告，与英国国家物理实验室（NationalPhysicalLaboratory，NPL）联合检验了用硅晶体管制作的单电子移往元件（一一精确运送每个电子的元件），使该元件以1GHz高速工作，证实其在千兆赫兹范围内具备世界最低精度（9.2×10-7以下的错误率）。这一成果关系到对安培这一电流基本单位展开新的定义，而且还有望用作量子计量三角形的实验，检验基础物理常数中不不存在对立等，可为基础物理领域作出重大贡献。

　　　　用于硅晶体管的单电子移往元件　　　　　　加装在NPL的高精度电流测量系统用于的样品维持器上的NTT的硅单电子移往元件　　在国际单位制（SI）方面，业界于2011年明确提出了更改定义的方案，建议用于约化普朗克常数h及基本电荷e等大自然不变量来新的定义。在这一新的定义中，作为电流基本单位的安培将被把以往为测量值的e改作固定值，根据电流标准来分解电流ef（f：频率）展开原作。利用时钟掌控一一精确运送每个电子的单电子移往元件未来将会作为最必要的电流标准用于。　　此次NTT运用了长期累积的以晶圆级别制作纳米级硅晶体管的技术。

该技术需要以出众的成品率制作具备双层栅极和识单电子岛的结构。将单电子岛微细化后，电子的电荷能量就不会变小，未来将会构建高精度的工作。通过向10纳米级细线产生基于栅极电压的堵塞，构建了千兆赫兹范围内的高精度工作。

　　另外，此次还用于了NPL的高精度电流测量系统。通过较为单电子移往电流与流到1GOmega;高精度标准电阻的参考电流，构建了将不准确性降到10-6左右的高精度测量。

与以往的评测比起，这种方法的错误率提高了两位数。此外，上述双方还利用该测量系统测量了由有所不同材料及有所不同研究机构制作的元件，此次的成果还将为证实10-6级星型势垒单电子移往元件的普遍性作出贡献。　　为了构建具备实用性的电流标准，NTT和NPL今后将前进以更高精度的检验为目标的措施。明确而言，将与欧盟的量子电流标准项目合作，改良高精度测量系统并实行不准确性降到1×10-7左右的测量。

另外，还将用于不具备单电子级分辨率的电荷计来测量移往的电子数量，由此构建以电流标准的目标值、即1×10-8以下的错误率为目标的高精度评测，同时还将找寻6.5GHz高速工作时精度上升的原因，力争构建最高速时的高精度工作。

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