薄膜钛酸钡中的压电谐振器从室温到毫开尔文温度下的特性

铁电材料凭借其强非线性特性,支撑着射频信号处理、光通信及新兴量子系统中的关键技术。钛酸钡(BTO)是一个典型例子,兼具强压电与电光响应。尽管块体BTO已被研究数十年,但其近期可用的薄膜的压电特性,以及在量子硬件相关的毫开尔文温度下的行为,在很大程度上仍未被探索。本研究在薄膜BTO上制备并表征了表面声波(SAW)谐振器。所测器件展现出高机电耦合系数(在5.2 GHz时k²eff为0.14),工作频率可达7.8 GHz。结合多畴微结构的有限元建模,从这些测量中提取出有效压电系数d33eff为53 pC/N,与块体BTO相当。利用其本征铁电性,该团队进一步展示了具有快速(100纳秒)响应的低电压切换,这对可重构射频前端和参量放大器颇具吸引力。将测量拓展至毫开尔文温度,研究人员发现压电响应依然存在,d33eff为19 pC/N,表明BTO在超导量子电路中用于压电耦合的潜力。这些结果将薄膜BTO定位为经典与量子信息技术中极具前景的压电平台。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-06-16 22:37

量科快讯