Grafeen schiet metrologen te hulp

Onderzoekers van het Britse National Physical Laboratory en de University of Cambridge hebben een ’elektronenpomp‘ gemaakt op basis waarvan de ampère beter gedefinieerd zou kunnen worden. Zij lieten elektronen shuttelen tussen twee kwantumdots via een verbinding van grafeen, een tegelijk en met een constante frequentie. Dit stroompje vormt een zeer nauwkeurige basis om stroomsterkte op te definiëren, schrijven de Britten in Nature Nanotechnology.

De beste stroomsterktemetingen zijn met een nauwkeurigheid van honderd ppb een doorn in het oog van metrologen, die eigenlijk pas tevreden zijn met tien ppb. De uitkomst van deze metingen hangen in de praktijk bovendien af van de kilogram, die in wezen willekeurig is gekozen. Onderzoekers proberen daarom een alternatief te vinden.

Single-electron-pompen zoals die van de Britten waren in verschillende hoedanigheden al een goede kandidaat, maar de implementaties ervan bleken of te langzaam om een voldoende grote stroom te produceren, of zo snel dat er te veel elektronen tegelijk ’onderweg‘ waren en ze elkaar in de weg gingen zitten. Met behulp van grafeen bleek precies de juiste frequentie te realiseren voor zeer nauwkeurige metingen.