Laboratorio del Efecto Hall Cu�ntico

En este laboratorio se reproduce la unidad de resistencia el�ctrica, el ohm, mediante el efecto Hall cu�ntico.

Este efecto, se puede observar en muestras semiconductoras, llamadas heteroestructuras, que contienen un gas de electrones de dos dimensiones en la interfaz de dos capaz de material semiconductor de la muestra. La muestra se somete a temperaturas inferiores a la del Helio l�quido en presencia de un campo magn�tico B intenso. Bajo estas condiciones la resistencia Hall (R_H) de la muestra se cuantiza y queda expresada en t�rminos de la constante de Planck (h) y la carga del electr�n (e) mediante:

Para reproducir el ohm mediante el efecto Hall cu�ntico, el CENAM cuenta con una bobina superconductora para la generaci�n del campo magn�tico B y un control de temperatura, que permiten someter a la muestra semiconductora a campos magn�ticos intensos y temperaturas hasta del orden de 14 T y 1,3 K, respectivamente. El laboratorio cuenta con un conjunto de heteroestructuras de AlGaAs/GaAs proporcionadas por el Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) de Alemania y el Bureau International des Poids et Mesures (BIPM). El sistema de medici�n utilizado actualmente para relacionar la resistencia Hall cuantizada con un resistor bajo calibraci�n, se basa en la medici�n de la tensi�n Hall y la ca�da de tensi�n en un resistor de 10 kΩ, conectados en serie, utilizando un v�ltmetro digital de alta resoluci�n. Bajo estas condiciones, se han obtenido incertidumbres de medici�n del orden de 0,05 �Ω/Ω en la calibraci�n de resistores de 10 kΩ.

Fotograf�a de una de las heteroestructuras proporcionada por el PTB

Fotograf�a de una de las heteroestructuras proporcionada por el BIPM

Las l�neas de investigaci�n y desarrollo de este laboratorio son: la construcci�n y caracterizaci�n de comparadores de corriente criog�nicos, para mejorar los niveles de incertidumbre alcanzados hasta el momento. Junto con otras instituciones de investigaci�n del pa�s se trabaja en el desarrollo de muestras semiconductoras de AlGaAs/GaAs para observar el efecto Hall cu�ntico, para ser aplicadas como referencias de resistencia el�ctrica en metrolog�a.

Publicaciones T�cnicas:

• Art�culos publicados por el CENAM sobre el Efecto Hall Cu�ntico

Personal del laboratorio:

Colabora como: Coordinador Cient�fico del Grupo de Patrones Cu�nticos y del Laboratorio de Equipos Multifunciones.

En los laboratorios: Tensi�n en corriente continua, Efecto Hall Cu�ntico, Equipos Multifunciones.

Actividades relevantes: actualmente trabaja en el establecimiento de los nuevos laboratorios de patrones cu�nticos y equipos multifunciones de la Divisi�n, as� como en el estudio de la �balanza del watt� que es un proyecto orientado a la redefinici�n electromagn�tica del kilogramo.

Se especializa en: medici�n de tensi�n en c.c., patrones de efecto Josephson, medici�n de permitividad en materiales y cuenta con 22 a�os de experiencia en Metrolog�a El�ctrica.

Correo electr�nico:  caviles@cenam.mx

Colabora como: Coordinador Cient�fico del Grupo de Corriente Continua y Baja Frecuencia

En los laboratorios: Resistencia El�ctrica e Impedancia.

Actividades relevantes: Es responsable del Laboratorio de Resistencia El�ctrica y de la reproducci�n de la unidad de resistencia el�ctrica, el ohm, con base en el efecto Hall cu�ntico. Junto con otras instituciones de investigaci�n del pa�s se encuentra desarrollando muestras semiconductoras de AlGaAs/GaAs para observar el efecto Hall cu�ntico, para ser aplicadas como referencias de resistencia en metrolog�a.

Se especializa en: Desarrollo de patrones y sistemas medici�n de resistencia el�ctrica.

Correo electr�nico:  fhernand@cenam.mx