Laser Micromachining of Coated YBa2Cu3O6+x Superconducting Thin Films
在过去的十年中，高温超导（HTS）材料的进步使人们对该技术在未来大功率应用（包括电动机、发电机和电力传输）中的应用重新感到乐观。最有前途的超导材料YBa_2Cu_3 O_（6 +x）（YBCO）已被证明具有高达106 A/cm ~ 2的电流密度容量，并且通常作为薄膜外延沉积在缓冲金属衬底上。涂层导体结构Ag/YBCO/缓冲层/Ni基衬底，以及其他异质材料，对激光微加工工艺提出了独特的挑战。在本研究中，优化的激光微加工工艺的加工槽延伸通过YBCO到缓冲层。三倍频二极管泵浦的固体Nd：YVO 4激光器在355 nm的固定和扫描光学系统一起使用。切割质量，尺寸和局部损伤的YBCO层的激光加工参数，包括焦斑尺寸，脉冲重叠，和流量的依赖关系将被讨论。初步的实验结果表明，激光微加工可以作为一个可靠的工艺图案化的超导带材。
2004-06-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Self-fields in thin superconducting tapes: implications to the thickness effect in coated conductors
超导体的大多数应用，如输电线路、电动机、发电机和Transformers，都需要长电缆，大电流通过长电缆流通。近年来，在基于高温超导体的导体的载流能力方面取得了令人瞩目的进展。涂层导体可能是最好的例子，包括在金属带上生长的质量非常好的YBCO超导体薄层和一些中间层。然而，有一个重要的问题，以实现大电流：一个大的减少，在运输临界电流密度Jc时，增加膜厚已被观察到在涂层导体由所有可用的技术。在这里，我们从理论上解释了这种所谓的厚度效应的性质和无处不在的存在，通过分析在超导体中的传输电流所产生的自场，假设一个现实的场依赖Jc。这些知识可以帮助找到新的方法来提高厚超导膜中的传输电流。
2009-12-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Through-thickness superconducting and normal-state transport properties revealed by thinning of thick film ex situ YBa2Cu3O7-x coated conductors
YBa_2Cu_3O_（7-x）（YBCO）薄膜的临界电流密度（Jc）随着薄膜厚度的增加而迅速降低。虽然这种行为是预测从二维集体钉扎模型在某些假设下，经验观察的厚度依赖性的Jc被认为是在很大程度上依赖于目前的处理。为了研究非原位YBCO膜的这种行为，在离子束辅助沉积（IBAD）-氧化钇稳定的氧化锆（YSZ）衬底上的2.0和2.9 μ m厚的YBCO膜被减薄，并重复测量rho（T）和Jc（H）。2.9 μ m膜在整个厚度上表现出约1 MA/cm 2的恒定Jc（77 K，SF），而2.0 μ m膜随着其变薄而表现出Jc（77 K，SF）的增加。这两种膜都没有提供明显的死层的证据，表明可以通过生长更厚的YBCO层来进一步增加临界电流。
2003-10-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
The effects of superconductor-stabilizer interfacial resistance on quench of current-carrying coated conductor
我们提出了一个模型的数值分析结果的正常区传播涂层导体。主要强调的是超导薄膜和稳定器之间的接触电阻增加的正常区传播的速度，正常区内的最大温升，和稳定裕度的影响。我们发现，随着接触电阻的增加，正常区传播的速度增加，正常区内的最高温度降低，稳定裕度缩小。这可以对涂覆导体的失超保护质量具有总体有益的影响。我们还简要地讨论了孤子的传播和沿导线的温度调制的发展。
2009-09-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
AC Losses of Copper Stabilized Multifilament YBCO Coated Conductors
本文报道了复丝铜稳定涂层导体的磁化损耗和临界电流的数据。用近红外激光微加工技术将商业化生产的8厘米长的铜稳定YBa_2Cu_3O_（7-x）（YBCO）涂层导体样品细分为超导细丝。超导条纹的宽度从0.2 mm变化到0.04 mm。一些样品被条纹化，留下超导桥用于细丝之间的电流共享。在高达14 T/s的磁场的不同扫描速率下测量交流损耗。我们将提出的滞后和耦合损耗的结果，并讨论通过改变微加工的工艺参数和烧蚀后处理，以减少耦合损耗的手段。
2012-12-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Proximity Effect in Gold Coated $YBa_2Ca_3O_{7-δ}$ Films Studied by Scanning Tunneling Spectroscopy
在\textit{c}轴$YBa_2Ca_3O_{7-δ}$（YBCO）薄膜上覆盖金层的扫描隧道光谱揭示了邻近诱导的能隙结构。带隙尺寸随距离\textit{a}轴晶面的增加呈指数减小，表明邻近效应主要是由（100）YBCO晶面引起的。超导电性进入金的渗透深度为$\sim 30$ nm，与脏极限的估计值吻合得很好。外推间隙在接口是$\sim 15$毫电子伏，与最近的点接触实验。近似诱导的序参量似乎具有主要的\textit{s}波对称性。
2003-07-07 cond-mat.supr-con
Pulsed Laser Deposition of YBCO for Coated Conductor Applications: Current Status and Cost Issues
本书回顾了脉冲激光沉积（PLD）在金属带材上的YBCO涂层导体应用的现状。显然，PLD是最有前途的技术之一-特别是对于厚膜-并导致了一些最高的临界电流Jc。PLD作为一种昂贵的制造技术的声誉是通过计算每长度的带的激光操作成本来仔细解决的。它示出，与工业准分子激光器（包括，最重要的是，激光管和窗口集）的所有权和操作相关的费用贡献$10/kA m - $ 30/kA米的超导磁带的成本。显著降低这个数字将需要激光技术、PLD配置的“量子跳跃”变化，或者实现Jc的增加。
2001-10-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Anomalous proximity effect in gold coated (110) $YBa_2Cu_3O_{7-δ}$ films: Penetration of the Andreev bound states
（110）$YBa_2Cu_3O_{7-δ}/Au$双层膜的扫描隧道谱显示了与传统膜明显不同的邻近效应。虽然邻近诱导的小间隙很少出现在Au层中，但Andreev束缚态清楚地渗透到金属中。零偏置电导峰测量Au层薄于7 nm的幅度类似的裸超导膜上检测到的。然后峰随着Au厚度突然衰减，并且在10 nm以上消失。该长度比正常相干长度短，并且对应于（弹道）平均自由程。
2004-08-31 cond-mat.supr-con
Strongly Enhanced Current Densities in Superconducting Coated Conductors of YBa2Cu3O7-x + BaZrO3
基于YBa_2Cu_3O_（7-x）（YBCO）薄膜的超导带材具有许多潜在的应用。一个超过15年的长期既定目标是了解磁通量钉扎机制，该机制允许薄膜在高磁场外保持高电流密度。事实上，薄膜的电流密度比任何其他形式的材料高1-2个数量级。因此，进一步改进钉扎的想法很少受到关注。现在，导体的商业化已经非常接近，为了更好的性能和更低的制造成本，一个重要的目标是以实用的方式实现增强的钉扎。在这项工作中，我们展示了一个简单的和工业上可扩展的路线，产生了1.5至5倍的改善，在现场电流密度已经高品质的导体。
2004-06-03 cond-mat.supr-con
Coated conductors containing grains with big aspect ratios
结果表明，如果使用具有大的有效晶界面积的晶粒排列，则由涂层导体技术制造的高Tc超导带材的临界电流显著增强。增加晶粒的纵横比减少了晶界的有害影响。提出了一条具有竞争力的高Tc电缆的实用之路。
2002-06-21 cond-mat.supr-con
Study of delamination in REBCO coated conductor by transmission electron microscopy
本研究利用TEM观察REBCO涂层导体微观结构，发现IBAD MgO/Y2O3界面处的纳米空洞是导致其低分层强度的原因，为大型磁体应用提供了依据。
2024-10-15 cond-mat.supr-con
Simulation of the vortex dynamics in a real pinning landscape of YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$ coated conductors
高温超导体（HTS）能够承载非常大的电流而几乎没有耗散，这使得它们在大功率应用中不可替代。高温超导电缆的发展和进一步改进需要深入了解超导涡旋动力学在复杂的钉扎景观的存在。我们提出了一个真正的高温超导样品在磁场中的临界电流分析相结合的国家的最先进的大规模Ginzburg-Landau模拟与重建的三维扫描透射电子显微镜断层扫描的钉扎景观在Dy掺杂的YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{7-δ}$。这种方法提供了一个独特的外观在一个复杂的钉扎景观的存在下，负责商业HTS线的高载流能力特性的涡流动力学。我们的方法表现出很好的功能和定量之间的模拟和实验的临界电流的协议，提供了一个新的预测工具，高温超导线材的设计。
2015-12-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.comp-ph
Neutron irradiation of coated conductors
用快中子辐照各种商业涂层导体，以引入随机分布的、不相关的缺陷，这些缺陷在宽的温度和场范围内增加临界电流密度Jc。的Jc-各向异性显着降低，Jc的角度依赖性不服从各向异性标度方法。这些缺陷在未完全优化的带中增强了不可逆性线，但在最先进的导体中却没有。中子辐照提供了一个明确的区分低场区，其中Jc是有限的晶界，和高场区，其中脱钉导致耗散。
2009-08-28 cond-mat.supr-con
$\mathrm{La}_{\mathrm{1-}x} \mathrm{Mn}_{\mathrm{1-}y} \mathrm{O}_{\mathrm{1\pm}δ}$ buffer layers on inclined substrate deposited MgO templates for coated conductors
基于离子束辅助MgO沉积模板的大多数商业高温超导涂层导体使用$\mathrm{LaMnO_3}$（LMO）膜作为终止缓冲层。相比之下，基于倾斜衬底沉积（ISD）-MgO技术的涂覆导体仍然以同质外延（homoepi）-MgO作为盖层来生产。在这项工作中，我们报告的沉积LMO缓冲层ISD-MgO/homoepi-MgO的电子束物理气相沉积。系统地研究了织构LMO薄膜的生长参数，并根据随后沉积的$\mathrm{DyBa_2Cu_3O}_{\mathrm{7-}δ}$（DyBCO）超导薄膜的临界电流密度（$J_\mathrm{c}$）优化了织构LMO薄膜的性能。LMO膜的生长速率高达$4\,\mathrm{Å/s}$。尽管形成的非化学计量的LMO膜含有$59\,\%$的La，单相膜，在衬底温度低于$775^{\circ}\mathrm{C}$和氧分压高达$4\times10^{-4}\,\mathrm{mbar}$，由于一个大的均匀性区域朝向La。发现沉积在LMO上的DyBCO膜的$J_\mathrm{c}$值在从$50\,\mathrm{nm}$到$450\,\mathrm{nm}$的范围内与LMO厚度无关。LMO上的DyBCO薄膜在零外加电场下达到$77\,\mathrm{K}$时的$J_\mathrm{c}=0.83\,\mathrm{MA/cm^2}$。该值高达$30\,\%$，…
2020-12-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Thin shell model of a coated conductor with a ferromagnetic substrate
针对带磁性衬底的涂层导体数值模拟难题，提出基于超导层无限薄近似与衬底准静态薄壳近似的积分模型，搭配切比雪夫谱方法求解，可高效分析衬底对超导电流及交流损耗的影响，极限下与已知解析解一致。
2023-02-19 cond-mat.supr-con
Rapid Doubling of the Critical Current of YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$ Coated Conductors for Viable High-Speed Industrial Processing
我们表明，3.5 MeV的氧气照射可以显着提高在现场的临界电流的商业第二代超导带材的曝光时间仅为一秒每0.8平方厘米。这里展示的速度现在处于工业卷到卷后处理所需的水平。通过保护性银涂层在生产线样品上进行辐照，并且不需要对生长过程进行任何修改。从TEM成像，我们确定小集群的主要来源增加涡旋钉扎。
2015-09-24 cond-mat.supr-con
An equation for the quench propagation velocity valid for high field magnet use of REBCO coated conductors
在热物理性质研究的基础上，导出了适用于$_2$ $_3$ O $_{7-x}$涂层导体在强磁场中正常区传播速度的实用公式。还提出了一个解析表达式来评估作为操作条件的函数的电流共享温度。本研究使我们能够解释在文献中广泛使用的模型框架中未完全理解的实验结果。特别是，我们提供了一个基本的理解，在REBa $_2$ Cu $_3$ O $_{7-x}$涂层导体的正常区传播速度的实验证据，可以主要由工作电流，无论施加的字段和温度。
2016-06-16 cond-mat.supr-con
AC Loss in Striped (Filamentary) YBCO Coated Conductors Leading to Designs for High Frequencies and Field-Sweep Amplitudes
通过计算和实验研究了YBCO涂层导体在高频区的交流损耗。先前的研究使用YBCO薄膜沉积在单晶衬底上，证明了作为一种降低交流损耗的技术的附加细分的有效性。由于这些研究的结果，提出了将YBCO涂层导体（YBCO、覆盖层和甚至底层）细分成这样的条带的想法。该建议是通过使用激光微加工在涂层导体样本中烧出凹槽来实现的。研究了各种加工参数对切条和分层的影响。损耗测量上进行unstriped以及条纹样品的拾波线圈技术在50-200 Hz的频率，在高达150 mT的场扫描振幅。研究了软磁铁屏蔽的影响。实验的结果形成了一个起点，为减少损失涂层导体设计（包括滞后，耦合，正常涡流，和运输损失）的更一般的研究投影到更高范围的频率和磁场扫描幅度与Transformer和所有低温电机/发电机的应用铭记。
2004-10-12 cond-mat.supr-con
The effects of superconductor-stabilizer interfacial resistance on quench of a pancake coil made out of coated conductor
我们提出的数值分析结果的正常区传播的一堆$YBa_2Cu_3O_{7-x}$涂层导体模仿煎饼线圈。我们的主要目的是确定这种线圈的失超保护质量是否可以通过增加超导薄膜和稳定器之间的接触电阻而得到实质性的改善。我们表明，随着接触电阻的增加，正常区域的传播速度增加，线圈内的正常区域的检测变得可能更早，当正常区域内的峰值温度较低时，稳定裕度收缩。因此，增加接触电阻可以成为改善高$T_c$磁体应用的涂覆导体的前景的可行选择。
2010-07-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Ni-Cr textured substrates with reduced ferromagnetism for coated conductor applications
研究了一系列双轴织构Ni（1-x）Cr（x）材料（x = 0、7、9、11和13at%Cr）作为高温超导体涂层导体应用中的衬底材料。磁性能进行了研究，包括滞后损失的Ni-7原子%的Cr样品，可控变形;为了比较，损失也测量了类似的变形纯镍基板。互补的X射线衍射研究表明，热机械加工产生几乎完整的{100}<100>立方体织构，如应用所需。
2001-04-12 cond-mat.supr-con
High-field thermal transport properties of REBCO coated conductors
REBCO涂层导体的使用被设想用于许多应用，从电力电缆延伸到高场磁体。无论如何，REBCO带材的热性能对超导器件的稳定性起着关键作用。在这项工作中，我们提出了第一个研究的纵向热导率（$κ$）的REBCO涂层导体在磁场高达19 T的同时施加垂直和垂直于热电流方向。对六家工业生产商生产的铜稳定胶带进行了研究。我们表明，零场$κ$的涂层导体可以计算与$\pm 15%$的精度从剩余电阻率比的稳定剂和Cu/非Cu的比例。在高场进行的测量，使我们能够评估的一致性的程序，通常用于估计在现场$κ$的框架内的Wiedemann-Franz法从材料的电特性。现场数据旨在为高温超导体基磁体的热稳定性分析提供主要成分。
2014-12-03 cond-mat.supr-con
Stress dependence of the critical currents in neutron irradiated (RE)BCO coated conductors
高温超导涂层导体在未来聚变或加速器磁体中的应用目前越来越受到关注。高的洛伦兹力和因此高的环向应力作用在大线圈中的导体上。此外，导体在聚变或加速器磁体中暴露于中子辐射。预期的中子注量超过所需的寿命，这种磁铁可以模拟裂变反应堆中的辐照实验。涂层导体的特点是在原始状态和照射后的ITER设计通量。在液氮中测量了临界电流对外加应力的灵敏度。该装置的冷部分位于可旋转的分裂线圈电磁体之间，用于在最大洛伦兹力配置下评估高达1.4T的Ic各向异性。辐照后，GdBCO/IBAD导体对外加应力的IC敏感性发生了显著变化，而YBCO/RABiTS导体几乎没有变化。此外，Ic和Tc强烈减少在GdBCO/IBAD样品照射后。的角度依赖性的Ic改变两个样品在不同的方式照射后，但没有变化的角度依赖性时，观察到施加应力。Gd的高中子俘获截面和由此产生的Tc的强烈降低似乎是负责不同的应力依赖性的Ic在辐照Gd-123涂层导体。
2013-01-18 cond-mat.supr-con
Benefits of current percolation in superconducting coated conductors
MOD/RABiTS和PLD/IBAD涂层导体的临界电流已被测量为磁场取向的函数，并与单晶衬底上生长的薄膜进行比较。通过改变施加在薄膜平面上的磁场的方向，我们能够确定每种类型导体中电流流动的程度。标准MOD/RABiTS导体也已被比较的样品，其晶界已被掺杂扩散钙从覆盖层。我们发现，未掺杂的MOD/RABiTS磁带具有较低的各向异性面内场的依赖性比PLD/IBAD磁带和作为面内场角的函数的临界电流的均匀性更大的MOD/RABiTS样品掺杂Ca。
2005-06-16 cond-mat.supr-con
Trapping a magnetic field of 14.8 T using stacked coated conductors of 12 mm width
我们通过堆叠200片EuBa ${_2}$ Cu ${_3}$ O ${_7}$涂覆导体与BaHfO ${_3}$纳米棒作为人工钉扎中心来制造紧凑的（13 $\times$ 12 $\times$ 12.5 mm ${^3}$）俘获场磁体。用18 T超导磁体进行场冷磁化，在10 K时，以0.1 T/min的磁场斜升速率俘获最大磁场14.8 T。在较高温度下，虽然俘获磁场减小，但我们可以以更快的斜升速率俘获磁场。为了理解这些结果，我们还进行了计算的基础上的$J_\mathrm{c}-H$特性的涂层导体的捕获场。在10 K时，计算的陷阱场值大于实验值.这种差异可以通过考虑堆叠的涂覆导体的有效尺寸的减小来理解，这是由于存在称为“通量射流”的不规则通量穿透的延伸区域。
2021-04-27 cond-mat.supr-con
Conductive Buffer Layers and Overlayers for the Thermal Stability of Coated Conductors
我们分析的基本问题，在其操作过程中的涂层导体的热和电稳定性。我们解决的作用，导电缓冲层的镍基涂层导体的稳定性，和金属帽层上的镍合金为基础的超导带材的电性能的影响。对于第一种情况下，我们报告的制造上形成的双层导电氧化物SrRuO 3和LaNiO 3纹理镍磁带上的完全导电RABiTS架构。对于第二种情况，我们讨论了在绝缘衬底上的Ag/YBa_2Cu_3O_（7-d）和Cu/Ag/YBa_2Cu_3O_（7-d）原型多层膜的电流-电压关系的测量。提出了由稳定性要求所引起的对整体带结构和性质的限制。
2001-01-25 cond-mat.supr-con
Use of 2G coated conductors for efficient shielding of DC magnetic fields
本文报道了由YBa_2Cu_3O_（7-d）（YBCO）涂层导体组装的两种磁屏性能的实验研究结果。由于轴向直流磁场的有效屏蔽需要方位角持续电流的不受阻碍的流动，因此我们展示了由标准YBCO涂层导体制成的屏蔽外壳的配置能够实现这一点。在77 K的温度下，该屏允许持续电流在主要方位角方向上流动。永久屏幕，结合了一个单一的超导薄膜层，可以衰减外部磁场高达5 mT的一个数量级以上。为了比较的目的，另一种类型的屏幕，其中包括低临界温度准持久性接头也建立。我们在这里描述的屏蔽技术似乎是特别有前途的实现大规模的高Tc超导屏幕。
2010-06-17 cond-mat.supr-con
The decrease of the critical current of coated conductors when a perpendicular magnetic field is applied : a Josephson effect point of view
当施加强垂直磁场时，YBCO涂层导体（CC）和相关化合物的临界电流密度大幅度降低。虽然测量通常只在77 K下进行，但在这里，我们提出了一种允许在大温度范围内确定导体的每单位宽度的临界电流（Icr/w）的磁技术。我们报告的各种CC上进行的测量结果表明，除了降低的临界温度，可以归因于低的值的不可逆性场附近的Tc，现场应用的结果在一个大的下降Icr/W在所有温度下。我们归因于这种减少的约瑟夫森行为的孪晶界包括在YBCO层。
2012-07-24 cond-mat.supr-con
AC loss calculation in coated conductor coils with a large number of turns
对于具有许多匝的超导线圈，人们普遍认为，与整个线圈产生的磁场相比，来自磁化电流的磁场可以忽略不计。这篇文章表明，这是不正确的线圈具有相当大的匝数（高达数千）。我们介绍了一种方法来准确地计算线圈中的交流损耗，几乎任何数量的匝数，考虑到磁化电流。分析了由32个饼形线圈组成的两个绕组的电流密度和交流损耗，分别为768和6400匝。
2017-03-20 cond-mat.supr-con
MOD derived pyrochlore films as buffer layer for all-chemical YBCO coated conductors
本文报道了用金属有机物分解法（MOD）生长的La_2Zr_2O_7（LZO）烧绿石材料作为YBa_2Cu_3O_（7-x）（YBCO）涂层导体的缓冲层的详细研究。在单晶和Ni-5%at.W衬底上获得了高质量的LZO薄膜。为了评估薄膜的结构和形态特性，通过X射线衍射分析（XRD）、原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）对薄膜进行了表征。通过热重分析（TG-DTA-DTG）和红外光谱（FT-IR）对前驱体溶液和热处理进行了研究，旨在优化退火工艺。在此缓冲层上用脉冲激光烧蚀法（PLD）沉积了YBCO薄膜。在SC上获得的最佳结果表明，YBCO薄膜的临界温度值高于90 K，在77 K下具有高的自场临界电流密度（Jc > 1 MA/cm 2）和高的不可逆场（8.3 T），微波下测得的脱钉频率vp（0.5 T，77 K）>44 GHz。在Ni-5%at.W上已经获得了最好的结果，在热处理中在空气中在低温下引入热解过程以除去前体溶液的残留有机部分。
2012-12-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Vortex pinning and flux flow microwave studies of coated conductors
要求微波应用在磁场中不仅需要在零场下优化材料，而且更重要的是，需要在磁场中磁通运动占主导地位的区域中优化材料。然而，人工钉扎中心（APC）的影响仍然不清楚在高频率。此外，在涂层导体中，由于在缓冲金属衬底上的薄超导膜的复杂电磁问题，高频材料特性的评估是困难的。在本文中，我们提出了一个实验研究，在48 GHz的150-200 nm的YBa $_2$铜$_3$ O $_{7-x}$涂层导体，有和没有APC，缓冲Ni-5at%W磁带。通过适当地解决电磁问题的超导体参数的提取从测量的整体表面阻抗$Z$，我们能够提取和评论伦敦穿透深度，磁通流电阻率和钉扎常数，突出人工钉扎中心在这些样品中的效果。
2019-02-20 cond-mat.supr-con
Magnetization Losses in Multifilament Coated Superconductors
我们报告的结果的磁化损失的实验复丝，以及控制（均匀），涂层超导体暴露于随时间变化的各种频率的磁场的研究。磁滞损耗与外加磁场的扫描速率成正比，耦合损耗与扫描速率的平方成正比。发现一个缩放，使我们能够量化这些贡献和外推的实验结果超出了可访问的字段振幅和频率的包络。当扫描速率高达3 T/s时，复丝导体的综合损耗比均匀导体降低约90%。
2004-09-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Simulation of Stacks of High Temperature Superconducting Coated Conductors Magnetized by Pulsed Field Magnetization Using Controlled Magnetic Density Distribution Coils
高温超导（HTS）涂层导体（CC）堆可以作为强俘获场磁体（TFM）工作，并在电气应用中显示出潜力。脉冲场磁化（PFM）是一种实用的方法来磁化这样的薄膜，但由于在动态过程中产生的热量，它不能实现一个高的场冷却可以捕获的领域。在这项工作中，我们构建了一个二维电磁-热耦合模型来模拟堆叠的高温超导CC与现实的层状结构磁化的PFM。该模型考虑了温度和各向异性磁场的高温超导体的Jc和其他温度相关的热和电材料的属性。在此基础上，提出了一种磁密度分布可控的线圈结构，以改善普通磁感应线圈的俘获场。
2015-09-18 cond-mat.supr-con
Doubling the Critical Current Density of High Temperature Superconducting Coated Conductors through Proton Irradiation
用4 MeV质子进行后加工辐照，可以显著提高商用YBa_2Cu_3O_7涂层导体的场临界电流。在6 T的磁场中，能量密度为8 × 10^16 p/cm^2的辐照可使临界电流增加近一倍||c，温度为27 K，这是旋转机械等应用所关注的场和温度范围。预先存在的沉淀物和孪晶界以及小的、精细分散的辐射诱导缺陷的混合钉扎景观可以解释在高磁场中改善的涡旋钉扎。我们的数据表明，还有很大的空间进一步增强。
2013-07-02 cond-mat.supr-con
Oxygen out-diffusion in REBCO coated conductor due to heating
稀土钡铜氧化物（REBCO）涂层导体是一种适合于未来超导磁体应用的高温超导体。在设计和制造这类强磁场REBCO磁体时，了解REBCO涂层导体的行为是至关重要的。由于许多实际原因，加热对商业REBCO涂层导体的性能的影响是非常重要的。然而，关于这种影响的全面研究尚未在已发表的文献中提出。这项工作研究了在175 °C和300 °C之间的温度下热处理不同持续时间的商业REBCO涂层导体。在77 K和4.2 K的热处理样品的临界电流和搭接接头电阻率进行了测量。我们发现临界电流随热处理时间和温度而降低。这种退化可以通过扩散系数D = 2.5 × 10-6 exp（-1.17 eV/kT）m2/s的一维氧向外扩散模型来描述。热处理也引起接头电阻率的明显增加。通过透射电子显微镜（TEM）对Cu/Ag/RECBO界面进行了全面的结构和化学分析。我们的电子能量损失谱（EELS）的研究提供了直接的证据，在热处理REBCO样品中的氧缺乏。此外，研究发现，REBCO层中扩散出的氧主要在Ag/REBCO和Cu/Ag界面处形成Cu 2 O。在Ag层的晶界处也观察到Cu 2 O。在这项工作中提出的氧气外扩散模型被用来预测REBCO热降解在几个工程方案。
2021-06-03 cond-mat.supr-con
Field and temperature scaling of the critical current density in commercial REBCO coated conductors
描述涂层导体（CC）的电磁行为的标度关系大大简化了基于REBCO的设备的设计。REBCO CC的性能受到制造路线、导体结构和材料的强烈影响，并且这些参数因制造商而异。在目前的工作中，我们已经检查了临界表面的电流密度，Jc（T，B，$θ$），涂层导体从六个不同的制造商：美国超导公司（美国），布鲁克HTS有限公司（德国），藤仓有限公司（日本），SuNAM有限公司（韩国），SuperOx ZAO（俄罗斯）和SuperPower公司。（美国）。在4.2 K ~ 77 K温度范围内，在磁场高达19 T的磁场中进行了电输运和磁测量。在相对于REBCO层的晶体学c轴的场的三个不同取向（$θ$ = 0 $°$、45 $°$和90 $°$）下进行实验，以探测Jc的角各向异性。尽管CC的性能的大的变化，我们在这里表明，在一个给定的角度的场和温度的依赖性Jc可以在很宽的范围内使用的缩放关系的基础上，只有三个参数再现。此外，我们提出并验证了一种新的方法相结合的磁性和运输测量的标度参数的测定与最小的实验努力。
2015-12-07 cond-mat.supr-con
Transverse Thermal Conductivity of REBCO Coated Conductors
REBCO涂层导体（CC）有可能大大拓宽超导的应用领域。基于REBCO的设备的失超保护是这种扩展的主要障碍之一。热导率数据是淬火模拟研究的必要组成部分。特别地，CC的横向热导率（$κ_T$）在超导磁体中失超的情况下起关键作用。在目前的工作中，我们报告$κ_T$的热稳定的REBCO CC由不同的制造商生产。我们在单个CC上而不是在焊接带堆叠上测量了$κ_T$，这排除了测量中的杂散影响。我们已经发现，在Cu电镀的CC中的带边缘处的稳定剂的存在增加了总体$κ_T$。在不存在这种效应的情况下，总热阻由基板主导。
2014-12-03 cond-mat.supr-con
Self-field Effects and AC Losses in Pancake Coils Assembled from Coated Conductor Roebel Cables
在这方面的贡献，我们开发了一个精细的数值模型，煎饼线圈组装从涂层导体罗贝尔电缆，其中包括的角度依赖性的临界电流密度$J_c$的磁场和实际（三维）的形状的电流引线用于注入电流。我们以前的工作表明，后者有一个重要的影响，交流损耗的测量值。对于超导体的模拟，我们使用了两种替代模型，基于对超导体性质的不同描述，并以不同的数学方案实现。对于电流引线的模拟，我们使用全三维有限元模型。仿真结果与测量结果进行了比较，并详细讨论了罗贝尔线圈建模和测量的主要问题。
2014-11-04 cond-mat.supr-con
Angular dependent vortex pinning mechanisms in YBCO coated conductors and thin films
我们提出了一个角度依赖的临界电流密度在IBAD MgO和单晶MgO和SrTiO 3衬底上沉积的YBa 2 Cu 3 O 7薄膜的比较研究。我们确定了三个角度制度，钉扎是由不同类型的相关和不相关的缺陷。我们发现，这些制度是存在于所有情况下，表明钉扎机制是相同的，但它们的扩展和特性是样品依赖的，反映了纹理和缺陷密度的定量差异。特别地，IBAD上的膜的更多缺陷性质变成优点，因为它导致更强的涡旋钉扎，表明单晶上的膜的临界电流密度不是IBAD涂覆的导体的性能的上限。
2003-10-23 cond-mat.supr-con
Losses in coated conductors under non-sinusoidal currents and magnetic fields
超导线材和带材中交流损耗的研究通常受到外加正弦电流和/或磁场的限制。然而，电功率系统中的电流包含各种谐波。在转换器、非线性电抗器的操作中以及在瞬态和过载条件期间，电流变得强烈非正弦。最近的研究表明，高次谐波对超导体和薄膜样品中交流损耗的贡献可以比相同形式的正常金属样品大几十倍，并且5%的谐波可以使损耗增加高达20%。在这里，我们报告的结果分析的高次谐波的电流和磁场上的交流损耗涂层导体的影响。在忽略正常金属衬底和稳定层响应的临界状态模型的框架下，得到了解析表达式。在超导和正常的金属部分的涂层导体的损耗进行了比较，为各种设计的导体。它还表明，5%的第三次电流谐波可以增加正常金属零件的损失高达90%。这种增加是由超导层的非线性响应引起的，并且在确定超导装置的最佳操作制度时应该考虑到。
2010-05-26 cond-mat.supr-con
Individual grain boundary properties and overall performance of metal-organic-deposition coated conductors
我们研究了金属有机物沉积（MOD）产生的涂层导体中孤立的单晶界（GBs）。当磁场在薄膜平面内扫过时，临界电流密度Jc随角度的变化而变化，在无力取向下，即使磁场高达8 T，晶界仍限制Jc。我们推断，这种效果是一个直接的后果GB蜿蜒。我们采用这些单一的GB结果来解释Jc的多晶轨道上的宽度的依赖关系：面内测量变得平坦的轨道缩小。这一结果是一致的更强的GB限制在外地配置接近力免费发现从孤立的边界。我们的研究表明，对于某些几何形状，即使在高场的影响，GBs不能忽略。
2010-04-13 cond-mat.supr-con
Magnetic measurement of the critical current anisotropy in coated conductors
我们确定的临界电流各向异性最大洛伦兹力从磁滞回线在振动样品磁强计。为了消除虚假的可变洛伦兹力电流的信号，将样品切割成特定长度就足够了，该长度是根据仪器的位置相关灵敏度计算的。该程序提高了测量的分辨率，并且结果与相同样品的运输数据相比较。由于磁化强度测量中的电场低于传输实验中的电场，因此可以测量高电流（低温和磁场）下的各向异性，而无需制作电流触点或任何特殊的样品制备。
2011-01-10 cond-mat.supr-con
High current DyBCO-ROEBEL Assembled Coated Conductor (RACC)
低交流损耗高传输电流HTS电缆（>1 kA）需要应用于Transformers、发电机，并被考虑用于未来几代聚变反应堆线圈。2G涂层导体是在50-77 K的相当高的操作温度下的高场应用的合适候选者，这是经济冷却成本的关键先决条件。作为一项可行性研究，我们提出了第一个ROEBEL酒吧电缆约。35 cm长，由工业DyBCO涂层导体（THEVA GmbH，德国）制成。使用专门设计的工具从10 mm宽的CC带切割出具有180 mm捻距的4 mm宽的曲折形ROEBEL股线。股线以平均157安培/厘米宽的直流电承载，并组装成具有5股线的子电缆和具有16股线的最终电缆。对5股电缆进行测试，并在77 K下承载> 300 Amps DC的传输电流，相当于各个股传输临界电流的总和。16股电缆通过加热效应和不充分的稳定性和电流共享来限制500 A。脉冲电流负载表明16股电缆的载流电位> 1 kA。
2005-10-06 cond-mat.supr-con
Magnetic Field Induced Phase Transitions in YBa2Cu4O8
本文用静态和动态经典临界现象的标度理论，分析和解释了Hussey等人在磁场沿c轴方向和ab平面内的YBa_2Cu_4O_8的$c$轴电阻率测量结果。我们确定了一个超导体到正常导体的转变为两个磁场方向以及正常导体到绝缘体的转变在一个临界场H_c|| a的动态临界指数z = 1，导致超导，正常导电和绝缘相共存的多临界点。
1998-12-17 cond-mat.supr-con
Epitaxial Growth of Superconducting Ba(Fe1-xCox)2As2 Thin Films on Technical IBAD-MgO Substrates
采用铁缓冲结构，在离子束辅助沉积（IBAD）MgO涂层导体模板上实现了Co掺杂BaFe_2As_2（Ba-122）超导薄膜的双轴织构生长。铁磷属元素化物涂层导体表现出超导转变温度为21.5 K，这是略低于钴掺杂的Ba-122薄膜单晶MgO基板上。即使在8 K下，自场临界电流密度也已超过10^5 A/cm 2。目前的实验突出了铁基超导体的可能涂层导体应用的潜力。
2010-12-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Estimation of hysteretic losses in the HTS coils made of coated conductor tapes of an electric generator during transient operation
在这项工作中，我们提出了一个建模工具，旨在估计的磁滞损耗的线圈的发电机与线圈的涂层导体带在瞬态操作。该模型是基于一个两阶段的隔离模型的方法，允许模拟的发电机和电流分布的超导线圈使用的单向耦合从发电机的HTS线圈模型。该模型有两个输入：转速和电负载信号。线圈的均匀各向异性体模型允许计算线圈中的电流分布。从这个分布，滞后损失的估计。除了对机器中的全局能量耗散提供估计的兴趣之外，在这项工作中，我们提出了一个更详细的局部分析，该分析允许解决诸如线圈设计、临界电流额定、电负载变化率限制、制冷机设计、易失超区域的识别和整体瞬态性能等问题。
2016-01-22 cond-mat.supr-con
Decoupling and tuning competing effects of different types of defects on flux creep in irradiated YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7-δ}$ coated conductors
YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{7-δ}$涂覆的导体（CC）已经实现了高临界电流密度（$\textit{J}_{c}$），其可以通过使用粒子辐照引入额外的缺陷来进一步增加。然而，这些收益伴随着焊剂蠕变率的增加，这是不同类型缺陷之间竞争的表现。在这里，我们研究这个比赛，以更好地了解如何设计钉扎景观，同时增加$\textit{J}_{c}$和减少蠕变。通过金属有机物沉积生长的CC显示出随温度变化的蠕变速率$\textit{S}(\textit{T})$的非单调变化。值得注意的是，在低磁场中，随着温度（$\textit{T}$）从~20 K增加到~65 K，存在向低$\textit{S}$的明显下降。在此温度范围内，氧、质子和Au照射显著增加了$\textit{S}$。重点对氧辐照CC，我们调查的贡献，不同类型的辐照引起的缺陷的磁通蠕动率。具体地，我们研究了$\textit{S}(\textit{T})$，因为我们通过在温度$\textit{T}_{A}$ = 250 $°$ C至600 $°$ C下在OPDMATHABMM中退火生长态和辐照CC来将点缺陷的相对密度调整为更大的缺陷。我们观察到$\textit{S}$（$\textit{T}$ > 20 K）随着$\textit{T}_{A}$的增加而稳定降低，揭示了预先存在的纳米颗粒沉淀物在中间温度下在$\texti…
2016-06-06 cond-mat.supr-con
Transition from columnar to point pinning in coated conductors: critical currents, that are independent of magnetic field direction
我们确定了一个相变的涡旋系统的高温超导体与纳米柱状堆栈沉淀物作为强的涡旋钉扎中心。在特定的温度相关场$B_X(T)$之上，涡旋响应不再由纳米柱确定，而是由点状钉扎确定。该相变导致所测量的临界电流密度的变化，其作为所施加的磁场与纳米柱之间的角度的函数。在未绑定之下，当场平行于列对齐时，$J_C$中存在强最大值。在解绑之上，有一个最小值用于此方向。
2011-07-29 cond-mat.supr-con
Electromagnetic analysis of coated conductors with ferromagnetic substrates: Novel insights
本研究通过薄壳积分微分模型理论分析铁磁基底涂层导体的电磁响应，给出迈斯纳态解析解，并用谱数值方法揭示混合系统的磁化与损耗非单调变化，表明调节平行场相位和幅度可最小化交流损耗。
2025-04-20 cond-mat.supr-con
Mechanisms of weak thickness dependence of the critical current density in strong pinning ex situ metal-organic-deposition route YBa2Cu3O7-x coated conductors
本文报道了超导特性随厚度的变化，包括临界电流Ic，临界电流密度Jc，转变温度Tc，不可逆场Hirr，体钉扎力图Fp（H），用Ni-W轧材上非原位金属有机物沉积法制备了~ 1 μ m厚的高Ic YBa_2Cu_3 O_（7-x）薄膜，经连续离子刻蚀后测得了薄膜的正常态电阻率曲线。辅助双轴织构衬底（RABiTS）。相反，许多最近的数据，主要是在原位脉冲激光沉积（PLD）的薄膜，这表明强烈的抑郁症的Jc随着薄膜厚度t的增加，我们的薄膜表现出只有一个弱的依赖性Jc上的t。两个更好的织构化样品在缓冲层界面附近具有约4 MA/cm 2的全截面平均Jc，avg（77 K，0 T），并且在全厚度处具有约3 MA/cm 2，尽管由于膜中约30%的孔隙率而导致显著的电流阻挡。考虑到孔隙率的厚度依赖性，我们估计，局部，涡钉扎电流密度基本上是独立的厚度，而占额外的电流阻挡效应的晶界导致局部，涡钉扎Jc值远高于5 MA/cm 2。这种高的局部Jc值是由强的三维涡钉扎产生的，该涡钉扎将涡线细分为比膜厚度短得多的弱耦合段。
2006-05-24 cond-mat.supr-con
On narrowing coated conductor film: emergence of granularity-induced field hysteresis of transport critical current
已知多晶或粒状超导材料中的临界电流密度Jc由于场在相邻晶粒之间的边界内的聚焦而与所施加的场H滞后。这在所谓的涂覆导体中是令人关注的，其中超导膜生长在金属衬底的颗粒状但纹理化的表面上。虽然以前的工作主要是在Jc确定使用感应或磁化电流，本工作利用运输电流通过在条带几何形状中施加的电位。据观察，该效果是不明显的使用运输电流，可能是由于两种类型的测量之间的标准电压的差异很大。然而，当通过图案化将膜变窄为200微米、100微米或80微米时，由于迫使渗透穿过更高角度的晶界，因此可以清楚地看到滞后。这种效果进行了比较，为薄膜上生长的离子束辅助沉积（IBAD）YSZ基板和那些生长在滚动辅助双轴织构基板（RABiTS），其中晶粒是约10倍大。滞后是更明显的后者，这是更有可能有一个薄弱的晶界跨越的宽度的微桥。这对于涂层导体将被条纹化以减少交流损耗的应用也是值得关注的。
2008-01-09 cond-mat.supr-con
Properties of recent IBAD-MOCVD Coated Conductors relevant to their high field, low temperature magnet use
BaZrO 3（BZO）纳米棒现已被纳入IBAD-MOCVD涂层导体的生产中。在这里，我们比较了几个例子的BZO无和BZO含涂层导体使用临界电流（Ic）的特性在4.2 K在其全角度范围内的字段高达31 T。我们发现，BZO纳米棒不产生任何c轴扭曲的临界电流密度Jc（θ）曲线在4.2 K在任何字段，但也钉扎，然而强烈增强相比，非BZO导体。我们还发现，ab平面Jc（θ）峰变成尖状的趋势被BZO缓和，我们定义了一个新的品质因数，这可能有助于磁体设计-OADI（离轴双Ic），它清楚地表明，BZO加宽了ab平面峰，从而使Jc从磁带平面升高5-30°，其中Ic的最关键方法出现在许多线圈设计中。我们描述了一些实验程序，可能使这些非常高的电流磁带的临界电流Ic测试更听话在4.2 K，其中Ic超过1000 A，即使是4毫米宽的磁带，只有1微米厚的超导体。一个积极的结论是，BZO是非常有益的Jc特性在4.2 K，就像它是在更高的温度，其中相关的c轴钉扎效应的纳米棒是更加明显的。
2010-11-05 cond-mat.supr-con
35.4 T field generated using a layer-wound superconducting coil made of (RE)Ba2Cu3O7-x (RE = Rare Earth) coated conductor
为了探索层绕（RE）Ba 2Cu 3 O 7-x（REBCO，RE = Rare Earth）线圈在> 30 T的高磁场环境中的极限，构建了一系列小插入线圈并在背景场中表征。其中一个线圈使用单个~100 m长的REBCO带反复达到35.4 T，该REBCO带用环氧树脂湿缠绕并嵌套在31 T背景磁体中。弹簧圈安全淬火数次，未发生降解。这种线圈的成功得益于在导体周围引入了一层薄聚酯薄膜。这种方法在线圈组中引入了一个薄弱的周向平面，防止导体分层，导体分层导致之前由该小组和其他小组制造的几个环氧树脂浸渍线圈退化。
2011-11-21 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
In-field dependences of the critical current density J$_c$ in GdBa$_2$Cu$_3$O$_{7-d}$ coated conductors produced by Zr irradiation and post-annealing at low temperatures
我们报道了6 MeV Zr $^{4+}$辐照和辐照后退火（200 °C）对共蒸发生长的1.3 μ m厚GdBa $_2$ Cu $_3$ O $_{7-d}$涂层导体的临界电流密度J $_c$的内场依赖性的影响。用6 MeV Zr $^{4+}$和2.3x10 $^{11}$ cm $^{-2}$和3x10 $^{12}$ cm $^{-2}$之间的能量密度辐照样品。分析了超导临界温度T_PDMATHABMN与临界电流密度J_PDMATHABMN随磁场变化的关系。此外，通过在200 °C下热退火来减少由辐照引入的随机无序。对我们的实验发现的分析表明，最佳照射（通过退火减少随机无序）导致$\simeq$ 10 $\%$的自场J $_c$的抑制，并且在约5 T时场内J $_c$增强几乎加倍。观察到T $_c$、无序和自场J $_c$之间的明确相关性。额外的随机无序和纳米团簇系统地抑制T $_c$，并在中间温度下增加通量蠕变松弛（降低特征玻璃态$μ$值）。
2018-06-11 cond-mat.supr-con
Critical Current Survival in YBCO Superconducting Layer of the Delaminated Coated Conductor
高温超导涂层导体（CC）具有良好的机械性能和YBCO超导层的临界电流性能，可在电力设备中得到实际应用。众所周知，由于CC在厚度方向（即沿YBCO的c轴方向）上的应力容限差，CC容易分层。通常，在分层之后可以获得包括YBCO层和银稳定剂的叠层。这将是有趣的，研究分层堆叠的超导性能，因为它也可以被认为是一种新型的CC与银稳定剂作为缓冲层，这是很大的不同，在传统的CC中的氧化物缓冲层，并可能导致新的应用。采用液氮浸泡法对CC试样进行分层。采用霍尔探针扫描系统测量了原始样品和获得的堆叠的临界电流（IC）分布。结果表明，分层后的IC可以部分保存。通过扫描电子显微镜观察了分层表面的致密和无裂纹的形貌，并讨论了所获得的叠层在超导连接技术中的潜在应用。
2016-12-27 cond-mat.supr-con
