Magnicon产品在基于栅极开关技术的单参数电子泵的精确电流测量，具有热漂移最小偏移电流（Precision current measurement with thermal-drift-minimized offset current for single-parameter electron pumps based on gate-switching technique）的应用

介绍：

          电流单位安培的定义方法是将基本电荷 e 的固定数值为 1.602 176 634 × 10⁻¹⁹，当以单位 C 表示时，等于 A s，即 1 A = 1 C/s。为了实现安培的电荷和秒的定义， 在过去十年中，基于量子点 （QD） 的各种单参数单电子泵 （SEP） 在亚纳安级进行了深入研究，^2-8 其中单个电子周期性地从 QD 泵出，与外部射频 （RF） 同步。为了精确测量泵浦电流，我们开发了一种具有两级电阻网络的超低噪声电流放大器 （ULCA），用于评估 100 pA 级别的电流，本底噪声为 2.4 fA Hz^−1/2，其中电阻网络可追溯到量子霍尔电阻标准。^9,10 最近，在 21 小时的测量中，使用 ULCA 评估了 100 pA 级泵浦电流，其综合相对不确定度为 0.16 × 10⁻⁶。^通常，单参数电子泵产生的量化电流 I_p 的精确测量是通过从 ⟨I_on⟩ 中减去 ⟨I_off⟩ 来去除偏移电流 （I_offset），其中 ⟨I_on（off）⟩ 是 RF 信号处于 on （off） 状态时的平均电流。在这里，我们假设 I_偏移量 = ⟨I_关闭⟩。因此，对于精密电流测量，应定期打开和关闭 RF 信号，以分别获得 ⟨I_on⟩ 和 ⟨I_off⟩。

          在本工作中，我们报告了 SEP 的 I_偏移在射频信号开/关周期期间发生了严重的热漂移，在电流与 ef 的偏差中产生了人为的误差，因为电流偏差取决于从开和关状态的原始数据中拒绝了多少数据以去除瞬态数据。为了解决 I_偏移中的热漂移问题，我们没有使用射频开关，而是使用了位于源电极之前的额外顶部栅极来控制泵电流的开启或关闭。这种栅极开/关技术导致了稳定的温度，因此，电流偏差随被拒绝数据点的数量的变化相对较小。我们提出了门开/关技术作为未来基于电子泵的电流标准的热漂移最小化精密电流测量方法。