科技日报记者刘霞 在接近绝对零的极低温度下，如4开尔文（约-269.15℃），大多数电光材料都会“失效”，性能会急剧下降。在最新研究中，比利时科学家开发出一种新型钛酸锶（SRTIO3）薄膜，不仅在极低温条件下具有低光损耗，而且还实现了破纪录的电光性能，有望为量子模块提供更好的光控元件。相关论文发表在新一期的《科学》杂志上。定量计算机和探测器通常在接近绝对零的温度下运行。在极端条件下，室温下的材料很难主动控制光信号。光调节是信息编码、路由和转换的关键。它不仅是常温数据和通信网络中不可缺少的，而且逐步应用于超低温定量环节。 由比利时微电子研究中心、鲁汶大学和根特大学组成的研究小组重建了常见的钛酸锶晶体的结构，使其能够在低温下表现出优异的电光性能。测试结果表明，在-269.15℃时，该材料的口袋系数高达350pm/v，创下了目前所有薄膜电光材料在该温度下的记录。口袋系数反映了材料在外加电场作用下指数变化的强度。系数越高，每伏特的光调制效果越好。在极低温条件下，大多数材料的性能都会恶化，但改进后的钛酸锶薄膜却逆势强化。该材料的“高响应、低损耗”特性将有助于提高吃掉光子损失更少的更小器件，促进下一代互连、调制器和传感器的发展，最终实现超导处理器和光网络之间的高效连接。同时发表的另一项研究也表明，通过精确调节钛酸锶的结构，它对电场的响应变得非常强，可以调节到4-5开尔文的低温。这两篇论文共同证明了钛酸锶可控材料特性的潜力，以及将其集成到低损耗、晶圆级光子芯片中的可行途径。