尽管电光非线性在众多量子和经典光子学应用中至关重要，但在低温环境下调制效率低是一个主要挑战。
基于相变与非线性之间的关联，斯坦福大学Jelena Vučković、Amir Safavi-Naeini和密歇根大学Lu Li等人发现在温度为5 K、频率至少达到1 MHz时，量子顺电钙钛矿 SrTiO₃ 是一种强低温电光材料（>500 pm/V）和压电材料（>90 pC/N）。进一步通过调控 SrTiO₃ 接近量子临界态，我们将其电光与压电效应提升了一倍以上，实现了线性Pockels系数超过1000 pm/V。
该研究揭示了量子相变、介电响应和非线性之间的内在联系，为低温光学与机械系统开辟了新机遇，并为发现新型非线性材料提供了理论框架。
文章亮点：
- 发现SrTiO₃在低温下具有超强电光与压电性能：在5 K下，其Pockels系数超过500 pm/V，压电系数超过90 pC/N，远超现有低温材料。
- 通过调控量子临界态进一步提升性能：利用¹⁸O同位素调控SrTiO₃接近量子临界点，电光系数突破1000 pm/V，压电系数提升四倍以上。
- 提出普适性非线性材料筛选指标：提出以Pεr作为评估电光与压电性能的关键参数，为未来低温非线性材料的设计提供了新思路。
Christopher P. Anderson et al. ,Quantum critical electro-optic and piezo-electric nonlinearities.Science390,394-399(2025).
DOI:10.1126/science.adx8657
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adx8657
索比光伏网 https://news.solarbe.com/202510/27/50011067.html
