Fabrication and characterization of iron pnictide wires and bulk materials through the powder-in-tube method
最近在具有非常高的上临界场的铁基超导体中发现的超导电性为实际应用提供了新的可能性，但由于机械硬脆粉末和砷的毒性和挥发性，制备细丝是一个挑战。本文报道了用粉末管法（PIT）制备的磷属元素铁纳米线和块状物的合成和物理表征。采用原位PIT技术，以Fe、Ta和Nb管为原料，制备了LaFeAsO_（1-x）Fx、SmFeAsO_（1-x）Fx和Sr_（1-x）KxFeAs等新型高Tc铁磷属元素化物复合线材。显微镜和X射线分析表明，超导芯是连续的，并保持相组成后，拉丝和热处理。此外，即使在高温下，线也表现出非常弱的Jc场依赖性行为。上临界场Hc 2（0）值可以超过100 T，超过了MgB 2和所有低温超导体的上临界场Hc 2（0）值，并表明在需要非常高的场的应用中具有强大的潜力。这些结果表明，生产超导磷属元素化物复合线的可行性。我们还采用了一步PIT法合成铁基块体，由于其方便和安全。事实上，通过使用这种技术，我们已经成功地发现在35 K和15 K的Eu0.7Na0.3Fe2As2和SmCoFeAsO化合物，分别超导。这些清楚地表明，一步PIT技术是独特的和通用的，因此可以很容易地定制为其他稀土衍生物的新型铁基超导体。
2009-06-17 cond-mat.supr-con
Negative Magneto-Resistance in a Long Superconducting Wires: Theory and Experiments
在一个简单的模型中考虑了超导细线的负磁阻效应。这些现象源于两种机制的竞争：序参量的涨落和准粒子电荷的不平衡。第一个过程的结果在传统的正磁阻，而第二种机制给出了负的贡献。给出了由热力学（TAPS）和量子涨落引起的负磁阻的简单解析表达式。理论结果与实验数据进行了比较，并证明理论和实验之间的良好协议。
2021-01-27 cond-mat.supr-con
Negative Magnetoresistance in Amorphous Indium Oxide Wires
我们研究了几种不同宽度的非晶氧化铟纳米线的磁输运性质。在零磁场下，超导体发生超导转变，但在最低温度下，超导体存在有限电阻。$R(T)$展宽可用相滑移模型解释。在远低于超导临界温度的低场下，直径小于或等于100 nm的金属丝表现出负磁阻效应。nMR和交叉场的大小被发现是依赖于温度和横截面积。我们发现，这种有趣的行为起源于两个场依赖的贡献之间的相互作用。
2016-11-28 cond-mat.supr-con
Enhanced high-field transport critical current densities observed for the ex-situ PIT processed Ag/(Ba,K)Fe2As2 thin tapes
我们发现，通过重复轧制和热处理的组合过程，可以显着增强具有单个Ag护套的非原位PIT处理的（Ba，K）Fe_2As_2（Ba-122）线材的输运Jc。对于厚度为0.3mm的薄带，获得了4.4 × 103 A/cm 2（Ic =15.7 A）的传输Jc（4.2 K和10 T），这是迄今为止对于PIT处理的具有Ag护套并通过常规途径处理的122电线和带报道的最高值。通过混合磁体的测量表明，Jc-H曲线保持非常小的场依赖性，直到28 T的强磁场，正如先前报道的高Hc 2值所预期的那样。薄带的芯显示出具有较少裂纹和空隙的致密晶粒结构，并且指示c轴对准的发展，尽管其仍然是不完整的。阐明Jc增强的起源和进一步改善运输Jc的研究正在进行中。该工艺使用Ag单护套是简单的，并且因此是用于长长度线材生产的更现实的技术。
2013-02-03 cond-mat.supr-con
Transport properties and microstructure of mono- and seven-core wires of FeSe1-xTex superconductor by Fe-diffusion powder-in-tube method
我们报告的单芯和七芯超导线的FeSe 1-xTex使用原位Fe扩散过程的基础上的粉末在管（Fe扩散PIT）方法的成功制造。这些线中的反应层被发现具有复合结构，其组成接近FeSe和FeTe的内层和外层，尽管应该形成组成为FeSe 0.5Te 0.5的单层。在4.2 K时，单芯和七芯导线的自场输运Jc值分别为226.2 A/cm ~ 2和100.3 A/cm ~ 2。单芯和七芯导线的Jc在低磁场下迅速下降，然后随着磁场的增加而逐渐减小。此外，在较高的磁场下，七芯线比单芯线具有更高的Jc，表明采用Fe扩散PIT法制备的FeSe 1-xTex超导体七芯线有利于在高磁场下的超导线材应用。
2011-12-18 cond-mat.supr-con
Development of Powder-in-Tube Processed Iron Pnictide Wires and Tapes
为了提高铁磷属元素化物超导线材和带材的输运性能，发展了PIT工艺。发现银是最好的鞘材料，因为在银鞘和超导芯之间没有观察到反应层。用Ag或Pb作掺杂剂，显著改善了磷属元素化物铁丝和带材的晶粒连接性。目前，用上述工艺制备的银包覆SrKFeAs丝材在4.2 K时的临界电流密度超过3750 A/cm ^2（Ic = 37.5 A），是迄今为止铁基丝材和带材中最高的。此外，用PIT法成功地在900 ℃下制备了Ag包覆Sm-1111超导带材，而不是通常使用的1200 ℃。这些结果表明，生产超导磷属元素化物复合线的可行性，即使晶界性能需要更多的关注。
2011-06-02 cond-mat.supr-con
Progress in wire fabrication of iron-based superconductors
铁基超导体的Tc值高达55 K，由于其较低的各向异性和较高的临界场，在应用中具有极大的兴趣。在过去的4年中，采用粉末-管（PIT）工艺制备铁基超导线材和带材取得了很大进展，主要包括122、11和1111三种铁基母体化合物。本文综述了铁基超导线材和带材的发展现状。重点介绍了122磷属元素化物线带的制备技术，重点是满足高性能导体的临界电流要求，如采用Ag护套、添加元素和优化热处理相结合实现高Jc，采用非原位工艺减少非超导相并获得高相对密度，和纹理控制以改善颗粒连通性。特别令人感兴趣的是，到目前为止，在4.2 K和10 T下，在122型磁带中获得了10^4 A/cm ^2以上的传输Jc值，这表明它们是高场应用的潜在候选者。最后，对PIT磷属化物线的发展前景进行了展望。
2012-12-05 cond-mat.supr-con
Development of high-performance iron-based superconducting wires and tapes
传统的粉末管法（PIT）是制备铁基超导线材和带材的最有效的方法。在过去的几年里，特别是在122个家庭磷族化合物磁带方面取得了巨大的进展。在这里，我们回顾了一些最新的和显着的发展，使高性能的铁基磁带的非原位PIT过程中，特别注意几种制造技术，以实现高场Jc性能的核心密度的增加和织构的改善。在4.2K下，掺K的122/Ag带的实际能级输运Jc在10 T和14 T下分别达到0.12MA/cm ~ 2和0.1MA/cm ~ 2。对于多芯122铁基线材和带材，7芯和19芯Sr-122带材在4.2 K和10 T下的最高Jc值分别为61 kA/cm 2和35 kA /cm 2。最近，还生产了高Jc铜包覆和不锈钢/银双护套122带材，以改善机械性能或热稳定性。更重要的是，可扩展的轧制工艺已首次用于在122个11米长的导体带中展示高Jc值。
2015-06-19 cond-mat.supr-con
Low temperature magnetoresistance of dirty thin films and quantum wires near a parallel-field-tuned superconducting quantum phase transition
我们研究了在平行磁场作用下，从超导态到正常态的量子相变附近的脏薄膜和量子线的低温磁电阻。我们发现，不同的修正（Aslamazov-Larkin，态密度和Maki-Thompson）正常状态的电导率，来自超导对涨落，在零温度下是相同的顺序。在有限温度下有三种状态。在“量子”制度，这基本上显示了零温度的行为，我们发现一个负的磁阻。由于在“经典”制度的修正是积极的，我们预测在较高的温度下的非单调的磁阻。
2005-05-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Exploring the feasibility of Fe(Se,Te) conductors by ex-situ Powder-in-Tube method
本文研究了Fe（Se，Te）超导体粉末管（PIT）工艺线材的可行性条件。我们面临着几个技术问题，这些问题得到了广泛的描述和讨论。特别地，我们测试了不同的金属和合金作为外部护套（Cu、Ag、Nb、Ta、Ni、Fe、白铜、黄铜），得出结论，基本上不影响Fe（Se、Te）相的唯一护套是Fe。另一方面，Fe鞘层在Fe（Se，Te）相中引入了过量的铁，这会影响超导性能;为了避免这种影响，我们研究了热处理和粉末成分的影响。在我们的样品中获得的最大Jc值为4*10^2 A/cm 2，与11族PIT导体的其他已发表值相当。我们认为，PIT法制备Fe（Se，Te）线具有很大的挑战性，应开发其他方法。
2015-06-04 cond-mat.supr-con
Superconductivity of powder-in-tube Sr0.6K0.4Fe2As2 wires
首次采用粉末套管法（PIT）制备了Nb包覆的Sr_（0.6）K_（0.4）Fe_2As_2超导线材，并对其超导性能进行了研究。Sr_（0.6）K_（0.4）Fe_（2As）_2丝材的相变温度（Tc）高达35.3K。最重要的是，Sr0.6K0.4Fe2As2线表现出非常弱的Jc-场依赖行为，即使温度非常接近Tc。上临界场Hc 2（0）值可超过140 T，超过了MgB 2和所有低温超导体。如此高的Hc 2和优异的Jc场性能使得122相SrKFeAs线导体成为在非常高的场应用中潜在有用的强有力的竞争者。
2009-01-22 cond-mat.supr-con
Magneto-Josephson effects and Majorana bound states in quantum wires
马约拉纳束缚态的一个显著特征是它们产生的奇异约瑟夫森效应，经典的例子是跨结相位差具有4π周期性的分数约瑟夫森电流。最近的研究表明，拓扑绝缘体边缘支持一种新的“磁约瑟夫森效应”，即无耗散电流表现出4π周期依赖性，也对结的两个银行的塞曼场的相对取向。本文研究了自旋轨道耦合量子线结中的磁约瑟夫森效应。与拓扑绝缘体的情况相反，磁约瑟夫森效应的周期性不再遵循严格的超导-磁对偶的哈密顿量。我们采用数值计算以及分析参数，以确定显示异国情调的约瑟夫森物理量子线结的域配置，并阐明与相应的设置拓扑绝缘体边缘的特性差异。为了给实验提供指导，我们还估计了实际参数范围内磁约瑟夫森效应的大小，并比较了马约拉纳相关的贡献与非马约拉纳态共存的2π周期效应。
2013-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fabrication and transport properties of Sr0.6K0.4Fe2As2 multifilamentary superconducting wires
采用非原位粉末套管法（PIT）制备了七芯Ag/Fe护套Sr 0. 6 K 0. 4Fe 2As 2（Sr-122）超导线材。系统地研究了冷加工变形工艺与线材超导性能的关系。结果表明，扁平轧制可以有效地提高超导芯的密度，并大大提高了传输临界电流密度（Jc）的拉制线。最佳样品在4.2 K自场下的Jc达到21.1 kA/cm ^2，在高场下表现出很弱的磁场依赖性。我们的研究结果表明，多元铁基超导体在实际应用中具有广阔的前景。
2012-12-24 cond-mat.supr-con
Transport properties of iron-based FeTe0.5Se0.5 superconducting wire
采用非原位PIT法制备了FeTe_（0.5）Se_（0.5）超导线材。在众多的FeAs基超导体中，FeTe0.5Se0.5由于具有二元结构和低毒性，在应用上具有很大的优势。令人惊讶的是，在没有任何热处理的情况下，在所制造的线材中观察到超导电流。零电阻率和传输临界电流密度（Jc）分别为3.2 K和2.8 A/cm 2。在200 ℃退火2 h后，薄膜的临界温度Tczero和Jc分别提高到9.1 K和64.1 A/cm 2。这表明热处理改善了晶粒的连通性，提高了FeTe_（0.5）Se_（0.5）丝的超导性能。
2011-12-18 cond-mat.supr-con
Fabrication of high performance MgB2 wires by an internal Mg diffusion process
我们成功地制造了高Jc的MgB 2/Fe线应用内扩散（IMD）工艺与纯Mg核心和SiC的添加。将直径为2 mm的纯Mg棒置于Fe管的中心，并在Mg和Fe管之间填充B粉或B-（5mol%）SiC的粉末混合物。将复合材料冷加工成直径为1.2 mm的线材，最后在高于Mg的熔点（~ 650 oC）的温度下进行热处理。在热处理过程中，液态Mg渗入B层并与B反应生成MgB 2。X射线衍射分析表明，反应层中的主相是MgB 2。SEM分析表明，MgB 2层的密度高于通常的粉末在管（PIT）处理的电线。在670 ° C下热处理的添加5mol%SiC的线材在8 T下的Jc值高于105 A/cm 2，在4.2K下在10 T下的Jc值高于41，000 A/cm 2。这些值远高于通常的PIT处理的线材，甚至与添加SiC的线材相比。通过扩散反应获得的较高密度的MgB 2层是这种优异的Jc值的主要原因。
2007-12-14 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Strongly enhanced current densities in Sr0.6K0.4Fe2As2 superconducting tapes
提高传输电流一直是超导线材和带材实际应用的首要问题。然而，粉末管（PIT）处理的铁基超导带材的多孔性被认为是低Jc值的重要原因之一。在这项工作中，非原位Sr0.6K0.4Fe2As2带材的超导芯密度显着提高，采用一个简单的热压作为最终烧结的替代路线。在4.2 K下，传输Jc值显示出优异的值，10 T时为5.1 × 10^4 A/cm ^2，14 T时为4.3 × 10^4 A/cm ^2，分别达到实际应用所需的Jc水平。此外，Jc值表现出极弱的磁场依赖性。这些结果清楚地表明，PIT磷属元素化物线导体对于高场磁体应用是非常有前途的。
2014-05-14 cond-mat.supr-con
The Garber Current Pattern: An Additional Contribution to AC Losses in Helical HTS Cables?
本文通过全三维 H 公式仿真研究单层三带螺旋高温超导电缆中的 Garber 电流模式，揭示薄壳近似失效，并分析了电流、螺旋角和频率对交流损耗的影响，发现存在最优螺旋角且电流分布与频率强相关。
2024-02-24 cond-mat.supr-con
Large enhancement of transport critical current density of ex-situ PIT Ag/(Ba,K)Fe2As2 tapes achieved by applying cycles of cold deformation and heat treatment
我们报告，高的传输临界电流密度超过104 A/cm 2，在4.2 K和10 T的Ag护套（Ba，K）Fe 2As 2（Ba 122）磁带，可以获得良好的再现性，通过修改非原位粉末管（PIT）方法。该工艺包括冷变形和随后的热处理的循环。平整轧制和热处理的中间循环产生均匀的细晶结构，导致在所施加的磁场中传输Jc的增强。然而，轧制的带材包含横向于带材轴线延伸的裂纹，这仍然限制了沿着带材轴线的电流通过。我们发现，在最后阶段施加小压下率的单轴压缩对愈合这些裂纹是非常有效的，导致运输Jc的异常增加。在迄今为止报道的经PIT处理的Fe基线材和带材中，我们实现了2.1 × 104 A/cm 2的最高Jc（在4.2 K和10 T下）。在较高温度下测得的Jc-H曲线保持一个小的字段依赖性高达约20 K，这表明磁带是有前途的应用程序在较高的温度以及在液氦。
2013-04-10 cond-mat.supr-con
Formation and upper critical fields of the two distinct A15 phases in the subelements of Powder-In-Tube Nb3Sn wires
众所周知，粉末管（PIT）Nb 3Sn线材的子元件中的A15层呈现两种不同的晶粒形貌：具有细晶粒（尺寸约200 nm）的区域占总A15面积的约60%，以及具有大晶粒（尺寸1-2 μm）的区域。通过高场比热和磁化强度的测量，我们已经表明，这两个A15相对应于两个明显不同的Tc分布，大晶粒区域表现出较高的Tc和较低的Bc 2，细晶粒区域的较低的Tc和较高的Bc 2。我们在这里报告的值的超导参数（Tc，Bc 2）的两个A15相，确定从原来的模型，以适应实验Tc分布。经过625 ℃/320 h的长时间反应处理后，细晶区增加，而大晶区减少，前者的Bc 2（0 K）值从28.8提高到31.7T。这些变化解释了在4.2K/12 T下Jc显著增加到2 '700 A/cm 2，这是迄今为止在PIT线中测得的最高值。
2013-01-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Fabrication of small superconducting coils using (Ba,A)Fe2As2 (A: Na, K) round wires with large critical current densities
我们报告的小（Ba，A）Fe_2As_2（A：Na，K）线圈的制造使用10米级的长圆线，制造粉末管（PIT）方法。在安装玻璃纤维绝缘层后，使用热等静压（HIP）技术烧结线圈。采用（Ba，Na）Fe_2As_2和（Ba，K）Fe_2As_2的整个线圈在自场下的临界电流（Ic）分别为60 A和66 A，线圈中心产生的磁场分别为2.6 kOe和2.5 kOe。在100 kOe的磁场下，（Ba，Na）Fe_2As_2超导线材在T = 4.2 K时的最大输运临界电流密度（Jc）和最大输运临界电流密度（Ic）分别达到54 kAcm ~（-2）和51.8 A。该值超过了所有以前的铁基超导圆线的传输Jc。由于拉丝工艺的改进，钢丝芯部晶粒的织构化对Jc的提高起着关键作用。
2021-06-20 cond-mat.supr-con
Superconducting properties of the powder-in-tube Cu-Mg-B and Ag-Mg-B wires
新型Mg-B超导导体使用标准的原位粉末管（PIT）方法制备，其中Mg+2B混合物用于填充铜和银管。用交流磁化率测量和直接四点输运测量方法研究了导线中的晶间电流、晶粒连通性和超导相。用SQUID磁强计测量了反应扩散后圆丝在温度为5 K、磁场为5 T时的磁化强度-磁场（M-H）曲线，确定了Jcmag。在4.2K下进行的原位Cu-MgB 2的直接电流密度测量给出了10^9 Am-2的值。
2001-09-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Large magneto-thermal-switching ratio in superconducting Pb wires
本研究测量了5N和3N纯度Pb线的热导率，发现5N-Pb在3.6 K以下MTSR超1000%，3N-Pb在2.5 K时为300%，表明Pb是极具前景的低温磁热开关材料。
2023-05-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
