Группа инженеров-исследователей Стенфордского университета (США) опубликовала в журнале Science статью, в которой описываются уникальные, ранее не известные, свойства титаната стронция (STO).
Напомним, Нобелевская премия по физике 2025 года была присуждена за исследования в области сверхпроводящих квантовых схем. Мировое научное сообщество работает над созданием сверхмощных компьютеров. Основным барьером в создании квантовых суперкомпьютеров является преодоление низких температур. Передовые технологии в большинстве случаев работают только при криогенных температурах, близких к абсолютному нулю. В этих экстремальных условиях большинство материалов теряют свои определяющие физические свойства.
Исследование, проведённоё учёными Стенфорда, показало, что оптические и механические свойства STO не только выдерживают низкие температуры, но и улучшаются, значительно превосходя характеристики сопоставимых материалов. Исследовательская группа считает, что STO может стать основой для нового поколения световых и механических устройств.
До этого титанат стронция десятилетиями использовался как дешевая замена алмазам в ювелирных изделиях или как подложка для выращивания других материалов.
«Титанат стронция имеет в 40 раз более сильные электрооптические эффекты, чем самые эффективные электрооптические материалы, которые используются в наши дни. При этом он может работать при криогенных температурах, что выгодно для создания квантовых преобразователей и переключателей — текущих узких мест в квантовых технологиях», — объясняет старший автор исследования, профессор электротехники в Стэнфорде Елена Вукович.
«При низкой температуре титанат стронция оказался не только самым электрически настраиваемым оптическим материалом, который мы знаем, но и самым пьезоэлектрически настраиваемым», — отмечает соавтор работы Кристофер Андерсон. Пьезоэлектричество означает, что материал физически расширяется и сжимается под влиянием электрических полей, что делает его идеальным для создания новых электромеханических компонентов, работающих в экстремальном холоде.
Открытие может найти применение не только в квантовых компьютерах, но и в космических технологиях — в вакууме космоса или в криогенных топливных системах ракет.
Фото: при низких температурах, необходимых в квантовых устройствах, кристаллы титаната стронция (фиолетовый атом и бипирамиды) позволяют электрическим полям формировать световые поля (синий) на порядок лучше, чем любой другой материал. Источник: Second Bay Studios. https://scitechdaily.com/.
