采用量子顺电材料的三波混频元件提案

在低温与微波频率下,钙钛矿晶体钛酸锶(STO)和钽酸钾(KTO)因其量子顺电相而具有可调控的高介电常数。这类材料有望成为实现量子器件中紧凑型可变电容元件的理想平台。基于这种电容的调控机制,该研究团队提出开发一种参量混频元件:量子顺电非线性介电放大器(PANDA)。通过计算表明,采用纳米加工平行板电容器并考虑实际设计约束的PANDA器件,可实现兆赫兹量级的三波混频强度,而等效克尔强度仅为亚赫兹量级。这一特性表明其作为三波混频元件具有卓越性能,其高压缩功率特性类似于基于动力学电感的超导参量放大器。研究人员进一步预测,基于STO、KTO及相关材料的紧凑型可调电容器,将推动包括新型滤波器、开关、环形器和量子比特在内的多种低温量子电路发展。
作者所在地: VIP可见
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2025-10-18 19:22

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