2017年7月5
用来校准所有刻度的测量质量的基本单位，即原型公斤，已经过时了。目前，在全球范围内，正在尝试重新制定衡量质量的基本单位，从而根据自然常数重新评估千克。
要被包裹的硅球必须像生鸡蛋一样处理。在图片的右边:一个三点支架。图片来源:Fraunhofer IST。
为了做到这一点，阿伏伽德罗实验确定了几乎精确的硅球中的原子数。科学家们弗劳恩霍夫最近已经成功地用涂层均匀地覆盖了球形表面。因此，测量的不确定度可以限制在10毫克以下。
原型千克(即一千克重量所依赖的质量单位)日益变轻的原因至今尚不清楚。目前，科学家们正在寻找保存在巴黎一个保险箱里的铂铱合金制品的替代品。基本的概念是重新定义千克。随后，物质千克将被一个物理常数所取代。
因此，来自德国国家计量研究所(PTB)物理技术研究所的一组研究人员一直在进行可作为新的校准标准的富同位素硅球实验。因此，研究人员必须确定阿伏伽德罗常数，它等于一摩尔中的原子数。
我们计算球体中的原子数，并用数学方法得到每摩尔的原子数。简单地说，我们知道硅原子的重量，然后通过反向的结论就可以确定一公斤需要多少硅原子。摩尔是原子质量标度和千克之间的介质．
Ingo Busch博士，物理学家，Braunschweig, PTB
在PTB(二氧化硅或SiO的天然氧化层)上合成这些球2,就形成了。这也影响了硅球的体积和质量。天然层的生长非常缓慢，并且以一种稍微不规则的方式，因此使得测量氧化层和球体的精确重量变得非常困难。因此，为了减少测量的不精确性和精确地确定球的质量和体积，需要一种替代的、均匀的涂层。
替代SiO2层最小化测量误差
来自毗邻的弗劳恩霍夫表面工程和薄膜研究所的科学家们已经成功地为这种SiO涂层2满足最高标准的硅球表面。
通过我们的方法，我们可以在球体上添加一层精确定义粗糙度和可调节厚度的SiO2。此外，该层也是化学计量的，这意味着各个原子之间的比例保持不变，或者硅和氧之间的比例保持不变．
托拜厄斯·格劳曼，IST研究员
IST研究团队使用了原子层沉积(ALD)技术进行涂层。这种技术的优点在于它能够在球体上涂覆一层非常薄且可重复的均匀厚度的氧化层。预期杂质(如氮或碳)远远低于检测限，层的粗糙度小于1 nm。”球面的粗糙度并没有因为涂层而显著增加。这是一个使测量误差保持在10微克以下的因素。甚至指纹都比指纹重”,表示Graumann。此外，时间因素也有重要作用。应用SiO2加速生产过程。然而，天然氧化物层的生长可能需要几个月的时间。
在洁净室气氛中涂装
在IST建立的ALD涂层工厂是专门为符合该项目而设计的，这样涂层的所有实验都可以在清洁的气氛下进行。所有这些年来的研究都集中在在反应堆中安装硅球的方法上。由于球体的整个区域都要被覆盖，研究小组选择了三点安装，即被测物体在三个点上接触。
在这里，我们利用ALD的机制:气体化学物质通常在球体和安装件的三个接触面之间扩散，这些接触面也在过程中被涂覆。
托拜厄斯Graumann研究员,是
涂层在硅球上的应用已经完成，目前正在PTB上进行测量。这项研究的结果将于今年夏天公布。研究结果将在2018年秋季的度量衡大会上展出。随后，原来的千克将被新的球体取代作为标准。在计量会议上将提出一项关于重制千克的决议。
Fraunhofer IST的研究人员和他们来自PTB的合作者相信硅球将成为新的校准标准。校准实验室和计量机构将有机会获得球体的复制品。PTB打算提供三种不同的质量和价格变体。
除了应用于球形系统，SiO2在夫琅和费IST合成的也可用于具有复杂结构的表面。它可以用于各种领域，如光学应用，半导体和电子领域，以及光伏。