Prototyp av ett mätsystem med grafen-arrayer som kvantresistansstandard

Sammanfattning 

Målet med detta förberedelseprojekt är att utveckla och testa en prototyp av ett mätsystem som använder grafen som resistansstandard. Målet är att på sikt utveckla en kommersiell produkt som kan användas för resistansmätningar.  

Konsortiet består av RISE, Graphensic och Measurements International. RISE är Sveriges ledande forskningsinstitut när det gäller metrologiska tillämpningar av grafen. Graphensic är ett svenskt företag som producerar högkvalitativt grafenmaterial. Measurements International är ett kanadensiskt företag som är kända för sina precisionsmätinstrument och system. Detta samarbete kommer att stärka Sveriges möjligheter för tillverkning av både grafenmaterial och grafenkomponenter, samt visar på våra kompetenser inom 2D-material. Arbetet bidrar till mål 9 i Agenda 2030. 

Grafenets unika elektroniska egenskaper möjliggör skapandet av ett kompakt mätsystem som fortfarande kan utnyttja de kvantmekaniska fenomen (kvanthalleffekten) för noggrann resistanskalibrering. Konventionella material kräver mycket starkare magnetfält och lägre temperaturer, och kan således endast användas i avancerade laboratorier. Grafen gör mätsystemet enklare och mer attraktivt för industrin. RISE har nyligen demonstrerat att man kan förbättra resistansmätningar med grafen-arrayer, och detta möjliggör realisering av resitansenheten vid attraktiva dekadvärden. En produkt med grafen-arrayer kommer att vara helt unik på marknaden, och skulle vara attraktivt för både nationella mätinstitut och företag som bedriver egen kalibreringsverksamhet. 

Aktiviteterna inom projekt kommer att centreras kring skapandet av grafen-arrayer som skall integreras och testas i kommersiellt kompatibla mätsystem.

Abstract in English

Prototype of a measurement system using graphene arrays as a quantum resistance standard

Summary

The goal of this preparatory project is to develop and test a prototype measurement system which uses graphene resistance standards. The goal is to eventually develop a commercial product which can be used for resistance measurements.

The consortium consists of RISE, Graphensic and Measurements International. RISE is Sweden's leading research institute for metrological applications of graphene. Graphensic is a Swedish company that produces high-quality graphene material. Measurements International is a Canadian company renowned for precision measurement instruments and systems. This collaboration will strengthen Sweden's capabilities in manufacturing graphene materials and components, and demonstrating our competencies in 2D materials. The work contributes to objective 9 in Agenda 2030.

Graphene's unique electronic properties enable the creation of a compact measurement system that can still utilize the quantum mechanical phenomena (quantum Hall effect) for accurate resistance calibration. Conventional materials require much stronger magnetic fields and lower temperatures, and can thus only be used in advanced laboratories. Graphene makes the measurement system simpler and more attractive for industry. RISE has recently demonstrated that one can improve resistance measurements with graphene arrays, and this enables the realization of the resistance unit at attractive decade values. A product with graphene arrays will be unique in the market and would be attractive to both national metrology institutes and companies who work with calibrations.

The project activities will be centered around creating graphene arrays that will be integrated and tested in commercially compatible measurement systems.

Utlysning:
Samverkan för kommersiella tillämpningar av grafen – våren 2023

Projektpartners: RISE, Graphensic, Measurements International

Projektledare: Hans He

Projektform: Förberedelseprojekt

Bidrag: 300 000 kr

Projektets löptid: Juni 2023 - mars 2024

Relaterade styrkeområden: