工程化薄膜钡钛酸钇以实现低温量子电光应用中的高 Pockels 系数

exhibits Pockels 效应的材料因其强烈的电光相互作用和快速的响应时间而广泛应用于数据和通信领域的经典电光组件。然而，许多针对室温操作优化的材料在低温下会显著降低其 Pockels 系数——这成为 emerging quantum technologies（量子技术）的主要障碍，这些技术对更严格的要求甚至超过其经典对应物。以钇钛酸钋（$\mathrm{BaTiO_3}$）为例，该材料在室温下拥有最强的有效 Pockels 系数，但在几开尔文温度时仅剩三分之一（即 $\mathrm{r_{eff}} \approx$ 170 pm/V）。本文表明，这种行为并非固有的，可以甚至被反转：normally not featuring a Pockels coefficient 的钡钛酸钇（$\mathrm{SrTiO_3}$）通过调节配比，可提高 Curie 温度，实现一种高 Pockels 系数且光学损耗有限（约每厘米几分之一 dB）的铝氧化物相。我们的发现将 $\mathrm{SrTiO_3}$ 定位为低温量子光子学应用中最具前景的材料之一。