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    芬蘭與美國的一個研究小組研制出單電子晶體管（SET）它能將振蕩電壓轉(zhuǎn)換成非常精確的電流，這有望更精確重新定義電流的基本單位———安培。該項科研成果刊登在近期出版的《納米科學(xué)與技術(shù)在線資源》網(wǎng)站上。

　　安培、伏特及歐姆是電子學(xué)的三大基本單位，后兩者分別通過約瑟夫森電壓和量子化霍爾電阻的測量而得，然而目前的安培測量技術(shù)卻還延續(xù)著十九世紀(jì)使用的版本：真空中相距1米的兩根無限長且圓截面可忽略的平行導(dǎo)線內(nèi)通過一恒定電流，當(dāng)兩導(dǎo)線每米長度之間產(chǎn)生的力等于2×10-7牛頓時，則規(guī)定導(dǎo)線中通過的電流為1安培。這種宏觀測量方法，由于受到導(dǎo)線幾何形狀的影響而限制了測量精度。

　　因此，物理學(xué)家希望能通過一次產(chǎn)生一個電子的極為精確的電流源來重新定義安培。雖然此前研究人員曾試圖制作出這樣的SET，但沒有人能成功，因為實踐證明要檢測到如此微小的電流極為困難。最近，赫爾辛基理工大學(xué)皮科拉領(lǐng)導(dǎo)的芬美兩國聯(lián)合研究小組制作出的SET解決了這一難題。該SET器件包含一個聯(lián)接2個隧道結(jié)的小導(dǎo)電島。電子從一個結(jié)流入導(dǎo)電島，從另一個結(jié)流出。每個隧道結(jié)包含一個非常薄的絕緣層，通過它電子能夠?qū)崿F(xiàn)量子機械穿隧。由于隧道結(jié)是如此的小，以致于電子間的排斥力阻止了一次有超過一個以上的電子穿隧情況的發(fā)生。

　　研究人員首先將此器件降溫至0.1K以減少熱噪聲，然后在導(dǎo)電島和隧道結(jié)間加上固定電壓，在柵極加上振蕩電壓。藉由柵極電壓的振幅及平均值可精確決定每一振蕩周期內(nèi)穿隧通過的電子數(shù)。將此數(shù)目乘以柵極電壓的頻率及電子電荷量，就是通過器件的電流。由于振蕩電壓的幅值及頻率可精確測量，電子電荷量則是固定值，于是就能精確地計算出通過的電流。皮科拉表示，將10幾個上述元件并聯(lián)可將電流大小增加到足以測量的100皮安，他相信SET可做為定義標(biāo)準(zhǔn)電流的電流源。

　　英國國家物理實驗室羅賓森表示，上述研究成果非常有趣，而且如果能找到可靠方法將該器件并聯(lián)起來，并在每周期內(nèi)驅(qū)動不只一個電子，它可能會有更加重大的影響。