Темата за квантовите изчисления зае първите страници на популярните издания и стана отчасти близка до масовия читател. Най-важният аспект на квантовите технологии обаче често остава в сянка – с малки изключения те изискват охлаждане до свръхниски температури. По тази причина квантовите технологии се нуждаят от специални материали, тъй като традиционните губят физическите и електрическите си свойства при охлаждане.
С търсенето на перспективни материали за работа в условия на криогенни температури се e заела група учени от Станфордския университет. Изследователите приблизително знаеха какво търсят, затова избраха за подробно проучване стронциевия титанат (STO), известен с необичайните си оптични и електрически характеристики. Трябва да се отбележи, че стронциевият титанат принадлежи към класа на минералите перовскити, на които учените през последните години обръщат най-голямо внимание.
Стронциевият титанат започва да се произвежда в промишлени мащаби в средата на 50-те години на миналия век. В кристална форма той наподобява истинските диаманти, поради което все още се използва в производството на бижута – или по-скоро за тяхната имитация.
Както установиха учените от Станфорд, при охлаждане до температура от -268°C стронциевият титанат не само не губи оптичните и другите си свойства, но дори става многократно по-добър, като значително надхвърля ключовите характеристики на вече използваните в квантовите технологии материали. По този начин, според учените, STO има всички шансове да се превърне в основа за нови оптични и механични криогенни устройства, които ще изведат квантовите изчисления, изследването на космоса и други области на ново ниво.
При силно охлаждане стронциевият титанат демонстрира най-силния електрооптичен ефект (оптична нелинейност) – зависимостта на пречупването на светлината от индуцираното електромагнитно поле, който е 40 пъти по-силен от този на най-често използвания днес електрооптичен материал. Това свойство е търсено за създаването на квантови преобразуватели и превключватели, които понастоящем са тясното място в квантовите технологии. С други думи, то открива възможност за промяна на честотата, фазата, интензитета и пречупването на светлината по начини и в мащаби, недостъпни за други материали. Инженерите могат да използват тези ефекти, за да създават нови нискотемпературни устройства, които иначе биха били невъзможни.
STO е и пиезоелектричен материал, което означава, че физически се разширява и свива, когато е подложен на електрическо поле, което открива пътя за нови електромеханични устройства, работещи при криогенни температури. Изследователите отбелязват, че тези свойства биха могли да превърнат STO в особено ценен материал в студените пространства на космоса или в криогенните горивни резервоари на ракетите.
„При ниски температури стронциевият титанат е не само най-електрически настройваемият оптичен материал, който познаваме, но и най-пиезоелектрически настройваемият материал.“
заключават авторите на изследването
Всичко важно от света на технологиите, директно в пощата ти.
С абонирането приемате нашите Условия и Политика за поверителност. Може да се отпишете с един клик по всяко време.
Коментирайте статията в нашите Форуми. За да научите първи най-важното, харесайте страницата ни във Facebook, и ни последвайте в Google Новини, TikTok, Telegram и Viber или изтеглете приложението на Kaldata.com за Android, iPhone, Huawei, Google Chrome, Microsoft Edge и Opera!
