Стэнфорд открыл кристалл, который может изменить квантовые технологии

Инженеры Стэнфордского университета обнаружили, что кристалл титаната стронция (STO) демонстрирует исключительные оптические и механические свойства при криогенных температурах, что может ускорить развитие квантовых вычислений и космических технологий.

В отличие от большинства материалов, которые теряют свои свойства при экстремальном холоде, STO становится значительно эффективнее при температурах, близких к абсолютному нулю. Его электрооптический эффект в 40 раз сильнее, чем у самых современных электрооптических материалов.

«Титанат стронция не только обладает рекордной электрооптической настраиваемостью при низких температурах, но и является самым пьезоэлектрически настраиваемым материалом из известных», — отметил соавтор исследования Кристофер Андерсон.

При тестировании при 5 Кельвинах (-268°C) нелинейный оптический отклик STO оказался в 20 раз выше, чем у ниобата лития, и почти в три раза превосходит предыдущий рекорд титаната бария.

Исследователи смогли дополнительно улучшить свойства материала, заменив часть атомов кислорода на более тяжелые изотопы, что увеличило настраиваемость в четыре раза.

STO — доступный и распространенный материал, ранее использовавшийся как заменитель алмазов в ювелирных изделиях. Его можно производить с использованием стандартного полупроводникового оборудования, что делает его практичным для коммерческого применения.

Исследование поддержано Samsung Electronics и квантовым подразделением Google, которые ищут материалы для развития квантового оборудования.