Elektor Team

Primaire meetstandaard voor eenheid ‘volt’ op halfgeleiderbasis

10 december 2013, 14:37
Primaire meetstandaard voor eenheid ‘volt’ op halfgeleiderbasis
Primaire meetstandaard voor eenheid ‘volt’ op halfgeleiderbasis

Wetenschappers van het Duitse meetinstituut Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) hebben een nieuwe primaire meetstandaard ontwikkeld voor de eenheid van elektrische spanning (V). De nieuwe standaard is een alternatief voor de tot nu toe gebruikte supergeleidende Josephson-contacten, en vormt het ontbrekende stukje in de ‘driehoek’ kwantum-ampère, kwantum-ohm en kwantum-volt. Dit is van belang voor de realisatie van het nieuwe internationale systeem van eenheden (SI) dat is afgeleid van uitsluitend fundamentele natuurconstanten.

 

De nieuwe standaard is afgeleid van de constante van Planck (h) en de elementaire lading (e). De halfgeleider-spanningsstandaard bestaat uit een elektronenpomp die door een wisselspanning met frequentie ‘f’ wordt aangestuurd. De elektronenpomp wordt in een geïntegreerde halfgeleiderschakeling gecombineerd met een kwantum-Hall-weerstand. Hieruit volgt een gekwantiseerde uitgangsspanning Vout = (h/e)*f. Deze spanning is identiek aan de uitgangsspanning van een Josephson-schakeling, maar berust op totaal verschillende natuurkundige effecten. De halfgeleiderschakeling werkt betrouwbaar bij frequenties tot  enkele gigahertz en levert daarbij uitgangsspanningen tot 10 µV.

Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items