宋海龙， 孙 毅， 于 珉， 王英爽， 门伯龙， 黄晓钉

(1.北京航天河科技发展有限公司，北京 100080；2.北京东方计量测试研究所，北京 100086)

1 引 言

精密仪器与控制设备中通常采用精密电阻作为基准器件，准确测量电阻十分重要。传统的电阻基准保存和传递是采用实物电阻基准，存在电阻量值缓慢发生变化的问题且易受环境的影响[1]。

1980年，冯·克里青发现的量子霍尔效应[2](quantum Hall effect, QHE)为电阻基准研制提供了新的途径。QHE是高迁移率的二维电子气(two-dimensional electron gas, 2DEG)在低温和强磁场下，其横向霍尔电阻呈现一系列和自然常数h/e2相关的平台，对应的纵向电阻则是迅速降低为零，这是2DEG完全量子化时出现的现象。基于QHE的量子霍尔电阻自然基准有高准确度和高稳定性等优点，成功应用于电阻量值的定义。1990年，国际计量局推荐在全球采用量子霍尔电阻自然基准作为电阻基准。复现QHE的典型材料砷化镓(GaAs)需要低温(约 1.5 K)和强磁场(约10 T)条件，装置结构复杂且操作繁琐，由于采用液氦实现超低温，装置运行成本高且受到液氦运输储存等实际情况限制。目前，量子霍尔电阻基准装置只是在少数实验室运行，通过多级传递电阻量值，增加了在实际应用场所电阻测量的不确定度，无法满足用户对精密电阻准确测量的广泛需求。

2004年，科学家诺奥肖洛夫和盖姆首次获得石墨烯[3]，他们也因此获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯因其独特的优良性能，得到了广泛关注，在晶体管、新能源电池和传感器等多领域具有广泛的应用前景[4,5]。……