มาตรฐานความต้านทานไฟฟ้าสามารถแก้ไขคำนิยามควอนตัมได้

นักวิจัยในญี่ปุ่นได้เสนอวิธีใหม่ในการกำหนดหน่วยมาตรฐานของความต้านทานไฟฟ้าซึ่งจะช่วยลดความจำเป็นในการใช้สนามแม่เหล็กแรงสูง ข้อเสนอใหม่ซึ่งจะสร้างมาตรฐานตามเอฟเฟกต์ควอนตัมฮอลล์ที่ผิดปกติแทนที่จะเป็นเอฟเฟกต์ควอนตัมฮอลล์ธรรมดา จะช่วยลดความซับซ้อนของเครื่องมือทดลองที่จำเป็นในการวัดความต้านทานควอนตัมเดียว ความต้านทานไฟฟ้าเป็นปริมาณทางกายภาพ

ที่แสดงถึง

ปริมาณของวัสดุที่ต่อต้านการไหลของกระแสไฟฟ้า มีหน่วยวัดเป็นโอห์ม (Ω) และตั้งแต่ปี 2019 เมื่อหน่วยฐานของระบบหน่วยสากล (SI) ได้รับการปรับปรุงแก้ไขล่าสุด โอห์มได้รับการนิยามในรูปของค่าคงที่ von Klitzing h / e 2 โดยที่hและeคือค่าคงที่ของพลังค์และประจุของอิเล็กตรอนตามลำดับ

ในการวัดค่าความต้านทานนี้ด้วยความแม่นยำสูง นักวิทยาศาสตร์ใช้ข้อเท็จจริงที่ว่าค่าคงที่ เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงเชิงปริมาณในค่าความต้านทาน Hall ของระบบอิเล็กตรอนแบบสองมิติ (เช่น ระบบที่ก่อตัวขึ้นในโครงสร้างกึ่งตัวนำของเซมิคอนดักเตอร์) ต่อหน้า สนามแม่เหล็กแรงสูง การเปลี่ยนแปลง

เชิงปริมาณของความต้านทานนี้เรียกว่าควอนตัมฮอลล์เอฟเฟกต์ (QHE) และในวัสดุเช่น GaAs หรือ AlGaAs นั้นจะปรากฏที่สนามประมาณ 10 เทสลา การสร้างสนามแม่เหล็กสูงโดยทั่วไปต้องใช้แม่เหล็กไฟฟ้ายิ่งยวด อย่างไรก็ตาม สนามจรจัดที่เกี่ยวข้องกับแม่เหล็กดังกล่าวทำให้การรวมมาตรฐาน

ความต้านทาน QHE เข้ากับมาตรฐานแรงดันไฟฟ้าเป็นเรื่องท้าทาย (ซึ่งขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์แยกต่างหากที่เรียกว่าเอฟเฟกต์) .ไม่ต้องใช้แม่เหล็กยิ่งยวดทีมที่นำ ได้แสดงให้เห็นแล้ว การวัดความต้านทานเชิงปริมาณที่มีความแม่นยำสูงโดยไม่ต้องใช้แม่เหล็กตัวนำยิ่งยวด นักวิจัยทำสิ่งนี้โดยวัดจากผลควอนตัม

ที่ผิดปกติซึ่งเป็นตัวแปรของ QHE ที่เกิดขึ้นจากปรากฏการณ์การขนส่งอิเล็กตรอนที่เพิ่งระบุในกลุ่มของวัสดุที่เรียกว่าฉนวนทอพอโลยีแบบเฟอร์โรแมกเนติก เนื่องจาก QAHE แสดงตัวเองเป็นการวัดค่าความต้านทานของวัสดุแม้ในสนามแม่เหล็กที่อ่อนแอ (หรือเป็นศูนย์) ต้องขอบคุณการดึงดูดแม่เหล็ก

ที่เกิดขึ้นเอง

ทีมงานจึงสามารถรับการวัดที่มีความแม่นยำสูงของการเปลี่ยนแปลงความต้านทานเชิงปริมาณโดยใช้เพียงเล็กน้อยที่มีจำหน่ายในท้องตลาด แม่เหล็กถาวร. ในการศึกษาที่ตีพิมพ์นักวิจัยรายงานว่าพวกเขาวัดค่าความต้านทานฮอลล์เชิงปริมาณที่มีความแม่นยำ 10 −8  Ω –1 สิ่งนี้ตรงกันข้ามกับรายงานก่อนหน้า

นี้ซึ่งความไม่แน่นอนของการวัดมีมากกว่าสองสามส่วนใน 10 7ซึ่งไม่แม่นยำเพียงพอสำหรับการวัดตาม QAHE เพื่อใช้เป็นมาตรฐานความต้านทานหลักเหตุการณ์สำคัญ“ผลลัพธ์ของเราถือเป็นก้าวสำคัญไปสู่มาตรฐานการต้านทานควอนตัมที่ปราศจากแม่เหล็กไฟฟ้ายิ่งยวด” โอกาซากิ ผู้เขียนหลักของการศึกษา

กล่าว เขาอธิบายว่ากุญแจสำคัญในการได้รับการวัดที่มีความแม่นยำสูงเช่นนี้คือการเพิ่มขึ้นของกระแสวิกฤตที่ QAHE พังทลายลง กระแสนี้เป็นขอบเขตบนของกระแสไฟฟ้าที่จำเป็นในการรักษาความต้านทานเชิงปริมาณ และการศึกษาก่อนหน้านี้ของ QAHE เปิดเผยว่ากระแสนี้ขึ้นอยู่กับคุณภาพ

ของฟิล์มฉนวนทอพอโลยีแบบเฟอร์โรแมกเนติก “เพื่อปรับปรุงคุณภาพ เราได้ปรับพารามิเตอร์ต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับคุณภาพของฟิล์มให้เหมาะสม เช่น องค์ประกอบทางเคมีและอุณหภูมิที่ฟิล์มเติบโต” โอกาซากิกล่าว “ด้วยเหตุนี้ เราได้รับกระแสวิกฤตประมาณ 1 ไมโครแอมป์ ซึ่งสูงกว่าค่าที่รายงานไว้ก่อนหน้านี้

นักวิจัยทราบว่าในอุปกรณ์ปัจจุบันของพวกเขา พวกเขาสามารถสังเกต QAHE ได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0.1 K เท่านั้น พวกเขายอมรับว่าสิ่งนี้ยังห่างไกลจากอุดมคติ เนื่องจากการบรรลุอุณหภูมิการทำงานที่ต่ำเช่นนี้จำเป็นต้องใช้ระบบไครโอเจนิกราคาแพง เช่น 3 He / 4 He ตู้เย็นเจือจาง การเพิ่มค่านี้ให้สูงกว่า 0.3 K 

จะเป็นประโยชน์ 

กล่าว เนื่องจากสามารถรับอุณหภูมิดังกล่าวได้ด้วยตู้เย็น 3 ที่มีขนาดกะทัดรัดและต้นทุนต่ำกว่า การเพิ่มประสิทธิภาพเพิ่มเติมของสภาวะการเจริญเติบโตของฟิล์มฉนวนทอพอโลยีแบบเฟอร์โรแมกเนติก รวมถึงการใช้วัสดุโฮสต์อื่นๆ อาจทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้นได้ เขากล่าวหนึ่งหรือสองลำดับ”

ที่จะสามารถทำหน้าที่ป้องกันการกัดกร่อนได้หลังจากนั้นไม่นาน เราเริ่มทดสอบการปรับเปลี่ยนสูตรของเรา โดยมีจุดประสงค์เพื่อให้ตรงกับความคาดหวังด้านราคา/ประสิทธิภาพของลูกค้า การดัดแปลงดังกล่าวทำให้ระบบอีพ็อกซี่ 2K ที่ใช้ตัวทำละลายมีผงสังกะสี 37.5% และกราฟีน 0.35% 

(ทั้งหมดขึ้นอยู่กับฟิล์มแห้ง) ซึ่งบรรลุข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพที่กำหนดโดยทางการจีน ในการทดลองอื่น ระบบอีพ็อกซี่ 2K สูตรน้ำที่ผสมผงสังกะสี 45% และกราฟีน 1% แสดงคุณสมบัติการป้องกันการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยม ทนทานต่อการทดสอบสเปรย์เกลือมาตรฐานเป็นเวลา 2,400 ชั่วโมง 

อย่างไรก็ตาม ดังที่ตัวอย่างเหล่านี้แสดงให้เห็น ไม่มีความสัมพันธ์เชิงเส้นตรงระหว่างปริมาณของกราฟีนและเม็ดสีป้องกันการกัดกร่อนที่สอง เนื่องจากไม่มีทฤษฎีใดตั้งขึ้นเพื่อทำนายส่วนผสมที่ถูกต้อง มีเพียงการทดลองเท่านั้นที่จะนำไปสู่ผลลัพธ์ที่ดี นับตั้งแต่มีการทดสอบเบื้องต้นเหล่านี้ หลายๆ บริษัท

ได้สร้างผลิตภัณฑ์ป้องกันการกัดกร่อนจากกราฟีนออกสู่ตลาด ในเดือนธันวาคม 2018 พวกเขารวม ของจีน (แห่งแรกในโลก); บริษัทกรีกเล็กๆ ซึ่งผลิตผลิตภัณฑ์กราฟีนสำหรับตลาดผู้บริโภคภายใต้แบรนด์ 

แอพพลิเคชั่นในอนาคตหลังจากได้รับประสบการณ์จากการใช้กราฟีนร่วมกับผงสังกะสีแล้ว 

บริษัทต่างๆ ได้เริ่มประเมินศักยภาพของการรวมกราฟีนเข้ากับฟอสเฟตและสารสีป้องกันการกัดกร่อนแบบพาสซีฟอื่นๆ โดยมีเป้าหมายที่จะลดการใช้สังกะสีต่อไป ในกรณีเหล่านี้ คาดว่าฟังก์ชันกั้นของกราฟีนจะเป็นกลไกการป้องกันที่โดดเด่น อย่างไรก็ตาม หากมีน้ำที่เป็นกรด กราฟีนอาจสนับสนุนปฏิกิริยาเคมีระหว่างเม็ดสีป้องกันการกัดกร่อนแบบพาสซีฟกับพื้นผิวโลหะ ทฤษฎีคือปฏิกิริยาที่เร็วขึ้น

credit: iwebjujuy.com lesrained.com IowaIndependentsBlog.com generic-ordercialis.com berbecuta.com Chloroquine-Phosphate.com omiya-love.com canadalevitra-20mg.com catterylilith.com lucianaclere.com