Стэнфорд обнаружил необычный кристалл, который может преобразовать квантовые технологии

Инженеры Стэнфордского университета обнаружили, что титанат стронция (STO) — распространённый и недорогой материал — демонстрирует уникальное поведение при криогенных температурах. Вместо ухудшения характеристик его оптические и механические свойства значительно улучшаются при охлаждении до 5 Кельвин (-450°F), превосходя все известные аналогичные материалы по электрооптическим и пьезоэлектрическим характеристикам.

STO обладает нелинейными оптическими свойствами, с электрооптическим эффектом в 40 раз сильнее, чем у наиболее используемого сегодня материала, и является самым пьезоэлектрическим материалом при низких температурах. Замена 33% атомов кислорода на более тяжёлые изотопы увеличила настраиваемость материала в четыре раза, приблизив его к состоянию квантовой критичности. Эти свойства делают STO идеальным для квантовых преобразователей, переключателей и других устройств, работающих в экстремальном холоде.

Материал может быть синтезирован и изготовлен с использованием существующего полупроводникового оборудования, что делает его практичным решением для квантовых вычислений следующего поколения, лазерных систем и космических технологий. Исследование, поддержанное Samsung и Google, открывает путь к созданию нового класса криогенных устройств на основе этого ранее недооценённого материала.