量子科技中心_量科网

该研究报告了在KTaO3晶体中观察到一个对应于顺电-铁电相变的物相转变现象。该晶体被置于铜制谐振腔中构成介质加载微波腔，相变温度被观测到出现在134 K附近。随着腔体冷却，横电模与横磁模的谐振频率均呈现下降趋势（对应介电常数增加）。在接近转变温度（约134 K）时，各模式频率发生交汇，低于该温度后频率随温度下降转为上升，这种行为反映介电常数反常减小，与纯KTaO3的典型特性不符。通过激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICPMS）进行杂质分析发现，晶体中存在显著浓度（约7%）的铌（Nb）杂质。这表明观测到的相变由残余Nb杂质驱动，这些杂质在原本顺电的基质中诱导出铁电性。对于Nb浓度较低（<2%）的同类晶体，虽未发生相变但在相同温度出现损耗峰。该发现对可调谐器件（例如基于谐振腔的暗物质探测器）的设计具有实际意义，这类器件对低损耗材料的相稳定性和可调性有严格要求。