The Conundrum of Strongly Coupled Supercurrent Flow in Both Under- and Over-doped Bi-2212 Round Wires
理解是什么使Bi $_2$ Sr $_2$ Ca $_1$ Cu $_2$ O $_x$（Bi-2212）成为唯一的高临界电流密度（$J_c$），能够制成圆线（RW）的高温超导体（HTS）在智力上是重要的，因为高$J_c$ RW Bi-2212打破了迫使双轴织构化REBCO和单轴织构化（Bi，Pb）$_2$ Sr $_2$ Ca $_2$ Cu $_3$ O $_x$（Bi-2223）的带几何形状，其再现了天然晶体结构的强各向异性，并迫使昂贵的制造路线以确保具有最小密度的高角度晶界的最佳可能织构。Bi-2212在部分熔融热处理过程中形成的双轴生长织构应有利于高$J_c$，即使其$\sim$ 15 $^{\circ}$半高全宽（FWHM）晶粒间取向差远远超出通常接受的强耦合范围。它被强烈过度掺杂的能力也应该是有价值的，因为普遍认为低掺杂的铜氧化物晶界是弱连接的。因此，我们在这里研究氧欠掺杂后的优化，过掺杂线的性能变化。虽然$J_c$和涡旋钉扎在欠掺杂的线中显著减少，但是我们不能开发出在具有$\sim$ 15 $^{\circ}$ FWHM单轴织构的非常好的Bi-2223带中明显的突出的弱连接特征（滞后$J_c$（H）特性）。我们将我们的Bi-2212圆线中的高$J_c$和缺乏弱连接特征归因于由Bi-2212的部分熔融加工产生的高纵横比、大晶粒、基面晶粒形态，这使得当$ab$-平面传输…
2021-01-06 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
Influence of Preparation Process on Microstructure, Critical Current Density and Tc of MgB2/Fe/Cu Wires
以Mg粉和B粉为原料，采用高能球磨法制备了MgB 2管芯丝材。粉末在2 h短的研磨时间内没有机械合金化。然而，MgB 2晶粒在电线是非常小的（20 - 100 nm），类似于后热处理后的韧窝。观察到明显的横突断裂证据。结果表明，晶粒间的连接得到了很大的改善，磁通钉扎得到了显著的增强。另一种观点是在整个轧制过程中没有采用中间退火。研究了后热处理对传输电流密度的影响。尽管T_c较低，约为35 K，但对于700根烧结丝，在15 K和3.5 T下的传输电流密度达到3X 10 E4 A/cm 2。
2006-07-10 cond-mat.supr-con
Voltage fluctuations on a superconductor grain attached to a quantum wire
当有限长超导体与一维正常导体接触时，超导相位涨落导致正常子系统的幂律响应。结果表明，零温下超导体上的电荷涨落具有对数相关性和1/ω功率谱（1/f噪声）。在较高的温度下，1/ω被推到高频区域，1/ω^2行为占主导地位。
1999-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el 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
A transformative superconducting magnet technology for fields well above 30 T using isotropic round wire multifilament Bi2Sr2CaCu2O8-x conductor
本文报道了用高温铜酸盐超导体Bi_2Sr_2CaCu_2 O_（8-x）（Bi-2212）制成的复丝圆线导体可以产生近34 T的磁场，远高于Nb_3Sn的24 T上限。这种Bi-2212导体的一个显着属性是，它不表现出宏观纹理，并且包含许多大角度晶界，但在20 T和4.2 K下仍获得非常高的超导临界电流密度Jc，为2500 A/mm 2。该Bi-2212导体不具有REBa 2Cu 3 O 7-x（REBCO）的高Jc涂覆导体所需的极端织构，也避免了其高纵横比、大的超导各向异性和对单丝导体的缺陷的固有敏感性。Bi-2212线可以缠绕或缆线成几乎任何类型的超导磁体，并且对于超过Nb 3Sn技术的当前1GHz质子共振极限的非常高的场NMR磁体将是特别有价值的。这一证明表明，晶界限制高Jc实际上可以克服表明了重新关注非理想几何形状中的晶界性质的巨大价值，特别是将这种Bi-2212导体的经验转化为多丝圆线REBCO或Fe基超导体的制造。
2013-05-06 cond-mat.supr-con
A possible solution of the grain boundary problem for applications of high-Tc superconductors
结果表明，高Tc导线的临界电流密度可以大大提高通过使用三重方法，其中包括晶粒排列，掺杂，和优化的晶粒结构。根据模型计算，在77 K下，当晶粒平均取向度为10度时，可以获得4 × 10^6A/cm 2的电流密度。基于这种方法，提出了一种具有竞争力的高Tc电缆的道路。
2002-08-13 cond-mat.supr-con
Realization of practical level current densities in Sr0.6K0.4Fe2As2 tape conductors for high-field applications
122型磷属元素化物超导体由于其大的上临界场Hc 2（> 100 T）、低的Hc 2各向异性r（< 2）和高的薄膜临界电流密度Jc（在4.2 K下> 1 MA/cm 2）而对高场应用特别感兴趣。成功的磁体应用需要制造表现出大的内场Jc的多晶超导导线，这受限于晶界处的差的晶粒耦合和弱链接行为。本文报道了我们最近研制的Sr_（0.6）K_（0.4）Fe_（2As）_2超导带材，在10 T和4.2K下的Jc可达0.1MA/cm ~ 2。这一数值是迄今为止铁基超导线材有史以来的最高记录，并首次超过了实际应用的门槛。增强的晶粒连通性，缓解在晶界的弱链接行为，和强大的内在钉扎特性的协同效应导致在我们的样品中表现出优越的Jc性能。这一先进的Jc结果为铁磷族化合物超导导线在高场磁体应用中赢得比赛开辟了可能性。
2014-05-24 cond-mat.supr-con
Crystal structure instability of FeSe grains: Formation of non-superconducting phase at the grain surface
我们研究了不同晶粒尺寸的FeSe多晶样品的磁化强度和晶体结构。对于具有大晶粒的样品，观察到大的磁临界电流密度Jc。对于具有小晶粒的样品，没有观察到超导信号;相反，观察到磁化滞后，这不是超导的结果。在具有小晶粒的样品的X射线衍射图案中，观察到宽的附加峰，对应于在FeSe晶粒表面处形成非超导（单斜）Fe-Se相。在晶粒表面的晶体结构的不稳定性将是迄今为止所研究的Fe-硫属化物多晶线的低超导性能的原因。
2016-04-04 cond-mat.supr-con
Superconducting properties and magneto-optical imaging of Ba0.6K0.4Fe2As2 PIT wires with Ag addition
采用非原位粉管法制备了（Ba，K）Fe_2As_2超导线材。银被用作化学添加剂，以提高这些超导导线的性能。在4.2 K自场下，加Ag和不加Ag的丝的输运临界电流密度（Jc）分别达到1.3 \times 10 4 A/cm 2和1.0 \times 10 4 A/cm 2。利用磁光成像技术研究了添加Ag的（Ba，K）Fe_2As_2超导线材的晶界特性。MO图像首次显示了铁基超导线材中的弱连接。从MO图像中获得了20 K时的晶内Jc为6.0 \times 10 4 A/cm 2，这与M-H测量的估计一致。
2012-01-25 cond-mat.supr-con
High transport critical current density obtained for Powder-In-Tube-processed MgB2 tapes and wires using stainless steel and Cu-Ni tubes
采用粉末管法制备了MgB 2带材和线材。护套材料采用不锈钢和Cu-Ni管，不进行热处理。不锈钢带在4.2K和5 T下的传输临界电流密度Jc约为10，000 A/cm 2。将Jc-B曲线外推到零场，得到约300，000 A/cm ~ 2的高Jc。采用Cu-Ni合金管成功地制备了多芯（7芯）MgB 2线材。对于带材和线材，MgB 2的晶粒连通性与高压烧结的块状样品一样好。然而，由于MgB 2的较低堆积密度，Cu-Ni护套线的Jc低于不锈钢护套带。
2001-06-01 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
Enhancement of critical current density in (Ba,Na)Fe2As2 round wires using high-pressure sintering
采用粉末管法和热等静压法制备了（Ba，Na）Fe_2As_2超导线材。通过对粉末合成工艺的改进，获得了高纯度的线材原料。在100 kOe的磁场下，T = 4.2 K时，最大输运临界电流密度（Jc）达到40 kAcm-2.该值不仅超过以前的（Ba，Na）Fe 2As 2线的传输Jc值，而且超过所有铁基超导圆线的传输Jc值。多晶粉末合成工艺的改进是提高Jc的关键。此外，它被澄清，更高的致密化，通过高压烧结和纹理的晶粒芯线由于拉伸也有效地增加了Jc。讨论了（Ba，Na）Fe_2As_2丝与（Ba，K）Fe_2As_2丝相比的优点。
2020-04-22 cond-mat.supr-con
Critical Current Distributions of Recent Bi-2212 Round Wires
Bi-2212是唯一能够以非常理想的圆线（RW）形式达到6500 $\mathrm{A\cdot mm^{-2}}$的临界电流密度$J_{\text{c}}$（16 T，4.2 K）的高场高温超导体（HTS）。然而，最新技术水平的Bi-2212导体的临界电流密度（$J_{\text{c}}$）与破坏电流密度（$J_{\text{d}}$）之比仍然比最新技术水平的$\mathrm{Nb-Ti}$或REBCO低约20至30倍。以前，我们已经表明，最近的改善，在Bi-2212 RW $J_{\text{c}}$是由于改进的连接与优化的热处理过程中，最近由于过渡到一个更细，更均匀的粉末制造的Engi-Mat。连通性的一种定量测量可以是临界电流（$I_{\text{c}}$）分布，因为由于可变的涡旋-微结构相互作用以及诸如细丝形状变化、晶粒间连通性变化和阻塞二次相分布的因素，线中的局部$I_{\text{c}}$可以沿着长度变化。在此，我们将Bi-2212 RW的$\sim$ 0.1 m长$I_{\text{c}}$分布与最新技术水平的极高$J_{\text{c}}$ Engi-Mat粉末和较低$J_{\text{c}}$和较旧的Nexans ®粉末进行了比较。我们确实发现Bi-2212线的$I_{\text{c}}$散布是高$J_{\text{c}}$ $\mathrm{Nb-Ti}$的相…
2021-02-24 cond-mat.supr-con
Improvement of critical current in MgB2/Fe wires by a ferromagnetic sheath
测量了铁包MgB 2圆丝的输运临界电流（Ic）。在32 K下获得的临界电流密度为5.3 × 10^4 A/cm ^2。在32 K下，铁鞘层对超导体有很强的磁屏蔽作用，在0.6T磁场下，超导体的Ic仅下降了15%.除了屏蔽，铁鞘和超导体之间的相互作用导致了0.2和0.6T之间的常数Ic。这远远超出了0.2T有效屏蔽的最大场。该效应可用于在比仅由铁护套的磁屏蔽所允许的范围高至少3倍的磁场下显著改善MgB 2/Fe线的磁场性能。磁场和电流之间的夹角对Ic的依赖性表明，传输电流并不直接流过导线，而是在晶粒之间蜿蜒流动。
2001-09-17 cond-mat.supr-con
Advantageous grain boundaries in iron pnictide superconductors
高临界温度超导体具有零功耗，可以用来制造理想的电功率线路。制造超导线材和超导带材的主要障碍是晶界--晶界处晶体取向的不对准，这对于多晶体是不可避免的，极大地恶化了临界电流密度。在这里，我们报告说，高临界温度铁磷属元素化物超导体具有优势，铜酸盐相对于这些晶界问题。系统地研究了在双晶衬底上制备的掺钴BaFe 2As 2：Co外延薄膜在不同取向差角（θ GB）下通过双晶晶界结的输运性质.通过双晶晶界（JcBGB）的临界电流密度保持很高（> 1 MA/cm 2），并且直到临界角θ c为~ 9 °时几乎恒定，该θ c显著大于YBCO的θ c ~ 5 °。即使在θ GB> θ c处，JcBGB的衰减也比YBCO小得多。
2011-07-11 cond-mat.supr-con
Superconducting properties of polycrystalline Nb nanowires templated by carbon nanotubes
采用单根氟化碳纳米管表面涂覆法制备了直径为7-15 nm的连续Nb丝。透射电子显微镜显示，线是多晶的，具有约5 nm的晶粒尺寸。厚度大于12 nm的导线的临界电流非常高（10^7 A/cm^2），与预期的破坏电流相当。测量的电阻与温度的曲线下降到0.3 K的Langer-Ambegaokar-McCumber-Halperin（LAMH）理论的热激活相滑移很好地描述。量子相位滑移被抑制。
2003-06-18 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
An in-situ X-ray and neutron diffraction investigation of Bi-2212 in multifilamentary wires during thermal treatment
通过精确分析在所谓的部分熔融过程中演变的结构和微观结构特性，可以获得Bi-2212超导线材中临界电流密度（Jc）改善的重要见解，部分熔融过程是改善晶粒连通性并因此获得高Jc所需的热处理。在这里，我们报告的同步加速器X射线和中子衍射的手段进行原位分析，第一次，在热处理过程中进行了非常相同的温度曲线和反应氧气氛中，Bi-2212线通常被处理的实际应用。所获得的结果示出了Bi-2212结构的热演化，特别关注织构化和第二相的形成。氧的作用也进行了讨论。因此，目前的调查标志着一个显着的进步，在电线制造过程中所涉及的现象的理解，并提供了有益的见解，以及工艺优化。
2018-07-30 cond-mat.supr-con
Effects of Neutron Irradiation on Pinning Force Scaling in State-of-the-Art Nb3Sn Wires
我们提出了一个广泛的辐照研究，涉及五个国家的最先进的Nb 3Sn线进行连续中子辐照高达1.6 * 10^22 m^-2（E > 0.1 MeV）的快中子注量。短导线样品的体积钉扎力进行了评估，在温度范围从4.2至15 K，在施加的领域高达7 T的SQUID磁强计在未照射状态下，每个照射步骤后。钉扎力缩放计算表明，钉扎力函数中的指数显着不同于纯晶界钉扎的预期，并且快中子辐照导致体积钉扎力的函数依赖性的实质性变化。提出了一个模型，它描述了钉扎力函数的辐照导线使用两个组件的ananterior涉及的点钉扎的贡献源于辐射诱导钉扎中心。这一点钉扎贡献的快中子注量的依赖似乎是一个通用的功能，所有检查线类型。
2013-11-27 cond-mat.supr-con
Prospects for Improving the Intrinsic and Extrinsic Properties of Magnesium Diboride Superconducting Strands
二硼化镁薄膜的磁性和输运性质代表了粉末处理的块状样品和导体尚未达到的性能目标。即使是最好的二硼化镁电磁线也无法达到这样的性能极限。在讨论提高粉末基线材性能的现状和前景时，我们将注意力集中在（1）二硼化镁、Hc 2和磁通钉扎的本征（晶粒内）超导性质，（2）控制电流在导体中从晶粒到晶粒传输的效率的因素，即一种非本征（晶粒间）性质。关于第（1）项，讨论了掺杂剂在提高Hc 2中的作用，并给出了实例。另一方面，它们的作用，增加Jc，无论是通过HC 2增强以及直接磁通/钉扎中心的相互作用，进行了讨论，并提出了一个全面的调查HC 2掺杂剂和磁通钉扎添加剂。通过粉末处理的导线的电流传输（外在性质）部分地被材料本身的固有粒度和晶粒间表面的化学或其他性质阻挡。这些和其他这样的结果表明，在许多情况下，小于15%的导体的横截面积能够承载传输电流。有人指出，致密化与消除晶界阻塞相将产生5至10倍的增加Jc在相关制度，使二硼化镁在选定的应用程序中的性能，以竞争的Nb-Sn。
2008-05-09 cond-mat.supr-con
Strengthened proximity effect at grain boundaries to enhance inter-grain supercurrent in Ba1-xKxFe2As2 superconductors
铁基超导体由于其突出的高场特性而在大功率应用中具有巨大的潜力。提高铁基超导线材临界电流密度的核心问题之一是揭示晶界在超导电流传输中的作用和局限性。在这里，我们通过在宽范围内（0.25<x<0.598）掺杂Ba 1-xKxFe 2As 2超导体来微调晶界的电子性质。据发现，晶粒内Jcintra峰值接近x~0.287，而晶粒间Jcinter在x~0.458处具有最大值。值得注意的是，定义为Jcinter/Jcintra的晶界透明度参数随着掺杂单调上升。通过详细的微观分析，我们认为FeAs偏析相普遍存在于晶界和相邻晶粒之间，构成超导体-正常金属-超导体（SNS）约瑟夫森结，在超导电流传输中起着关键作用。基于邻近效应和SNS结的三明治模型，提出了很好地解释我们的数据。研究发现，超导晶粒中的过掺杂大大增强了邻近效应，从而增强了晶粒间的超电流。研究结果为利用晶界工程改善铁基超导体的应用参数提供了新的思路和启示。
2022-10-04 cond-mat.supr-con
What limits supercurrents in high temperature superconductors? A microscopic model of cuprate grain boundaries
高温铜氧化物超导体的界面性质一直是人们关注的焦点，并且在约瑟夫森结、超导电缆和微波电子学中起着重要的作用。特别是，在高Tc导线和带材中可实现的最大临界电流是众所周知的，受限于晶界的存在，晶界是具有错误取向的晶轴的微晶之间的失配区域。在单个人工制造晶界的研究中，已经观察到晶界结的临界电流Jc与取向差角成指数关系。到目前为止，对这种明显的普遍行为的微观理解一直缺乏。我们在这里提出的结果的微观评价的基础上建设的全三维YBCO晶界的分子动力学。利用这些结构，我们计算了具有晶界的d波超导体的有效紧束缚哈密顿量。临界电流，然后示出遵循指数抑制与晶界角。我们确定了建立的电荷不均匀性作为抑制超电流的主导机制。
2009-12-21 cond-mat.supr-con
Low-temperature synthesis of SmFeAsO0.7F0.3 wires with high transport critical current density
用一步固相反应法在850~ 900 ℃下制备了Ag包覆的SmFeAsO 0.7F0.3（Sm-1111）超导线材。烧结态样品的X射线衍射图谱显示出四方ZrCuSiAs型结构。我们的特点是运输临界电流密度Jc的SmFeAsO 0.7F0.3线在增加和随后减少的领域，通过电阻四探针法。在Sm-1111型多晶超导体中，首次观测到了在4.2 K和自场条件下高达~1300 A/cm ^2的输运J_c。的Jc也显示了一个快速的抑郁症，在小的应用领域，以及磁历史的依赖性，表明弱链接晶界。该低温合成方法非常有利于方便、安全地制备RE-1111铁氧氮化物。
2010-02-28 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
Supercurrents in Magnesium Diboride/Metal Composite Wire
我们已经制造了一系列的异位铜护套粉末管MgB 2线与20%的体积Ag，Pb，In，和Ga金属添加到MgB 2粉末。我们发现，随着芯丝中添加特定金属，这些导线的传输临界电流显着增加。特别是MgB 2/Ga（20%）丝在10 K自场下的临界电流密度（Jc）超过5 × 10^4A/cm ^2，是MgB 2/Ag（20%）丝的近50倍。所有导线的温度依赖性Jc被很好地描述为干净S/N/S结的集合，其中相关参数是N层的平均厚度、S层的临界温度以及在零温度下与Jc相关的标度项。消除作为增强的Jc的主要原因的细丝微观结构的差异，我们建议，Jc是由邻近效应诱导的超导性在正常的金属层，这是已知的成比例的N中的电子-电子相互作用的大小。我们提出了一维材料的具体计算，支持这一点，和零场冷却的直流磁化率数据，证实了连接良好的超导晶粒的数量增加存在于复合导线，含有金属添加与大的电子-电子相互作用和长电子平均自由程。
2005-06-29 cond-mat.supr-con
Superconducting properties of SmO1-xFxFeAs wires with Tc = 52 K prepared by the powder-in-tube method
我们证明，钽护套SmO 1-xFxFeAs线成功地制造的粉末管（PIT）的方法为第一次。X射线衍射分析表明，采用该方法合成的样品主相为SmO_（1-x）F_xFeAs。SmO0.65F0.35FeAs丝的相变温度高达52 K。基于磁化测量，发现在5 K和自场下，宏观样品尺寸上可以流动约3.9x10^3 A/cm^2的球电流，而在晶粒内观察到约2x10^5 A/cm^2的高Jc，这表明球Jc的显著改善是可能的。应当注意，Jc表现出非常弱的场依赖性行为。此外，根据Werthamer-Helfand-Hohenberg公式确定的上临界场（Hc ~ 2）为（T= 0 K）= 120 T，表明这种新超导体具有非常令人鼓舞的应用前景。
2008-06-19 cond-mat.supr-con
Influence of the upper critical field anisotropy on the transport properties of polycrystalline MgB$_{2}$
MgB $_2$的本征性质构成了这种超导体的所有应用的基础。我们希望强调的是，多晶MgB $_2$的应用范围受到上临界场H $_{c2}$及其各向异性的限制。在导线或带材中，MgB $_2$晶粒是随机取向的或仅轻微织构化的，并且如果施加磁场并且电流输运变为双稳态，则上临界场的各向异性导致不同晶粒中的不同输运性质。不可逆线是由连续超导电流路径的消失而不是由高温超导体中的脱钉引起的。基于渗流模型，我们证明了上临界场及其各向异性的变化以及磁通钉扎的变化如何影响导线或磁带的临界电流。这些预测相比，中子辐照实验，这些参数被系统地改变的结果。
2005-06-22 cond-mat.supr-con
Large transport critical currents of powder-in-tube Sr0.6K0.4Fe2As2/Ag superconducting wires and tapes
我们报告显着的传输临界电流首先实现在Sr0.6K0.4Fe2As2线和磁带的Tc = 34 K，这是通过在原位粉末管工艺制造。银被用作化学添加剂以及鞘材料。通过标准四探针电阻法进行运输测量。所有的电线和胶带样品都显示出传输特性。临界电流密度Jc随着银的添加而提高，并且在4.2 K下，对于添加20%银的带材实现了约1200 A/cm^2（Ic = 9 A）的最佳Jc，这是迄今为止铁基线材和带材中最高的。在1 T和10 T之间Jc几乎与场无关，表现出强的涡旋钉扎。这种高的输运临界电流密度归因于银鞘和超导芯之间没有反应层，以及晶粒之间改善的连通性。我们还确定了一个薄弱环节的行为，从蠕变下降的Jc在低场和滞后现象。最后，我们发现，与Fe，Ta和Nb管相比，Ag是制备高性能122型磷属元素化物线和带的最佳护套材料。
2009-11-19 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
The behavior of grain boundaries in the Fe-based superconductors
铁基超导体（FBS）是一类重要的新型超导材料。与任何具有高转变温度和上临界场的新超导体一样，需要确定它们的应用潜力。应用需要高的临界电流密度，因此任何新超导体的有用性都取决于发展强涡旋钉扎的能力和没有或克服任何强电流限制机制的能力，其中铜酸盐中的晶界是一个值得警惕的例子。在这篇综述中，我们首先考虑的积极作用，晶界性质发挥金属，低温超导体，然后审查的理论背景和当前的实验数据有关的FBS多晶，双晶薄膜，和电线的晶界的属性。基于这一证据，我们得出结论，FBS中的晶界是弱连接在一个定性类似的方式在铜酸盐超导体中的晶界，但也有一点不太明显的效果。用于铜酸盐涂覆导体的纹理化基底的初始实验也显示出FBS薄膜的临界电流密度的类似益处。我们还注意到，特别丰富的配对对称性和FBS中的多带母态可以提供机会，为晶界改性作为一个更好地了解他们的配对状态和晶界性质的开发。
2011-10-14 cond-mat.supr-con
Hot isostatic pressing of powder in tube MgB2 wires
通过直流传输和磁化测量的热等静压（HIPed）MgB 2导线的临界电流密度（Jc）与在环境压力下退火的类似导线的临界电流密度（Jc）进行了比较。热等静压处理后的丝具有比退火丝更高的Jc，特别是在高温和磁场下，以及更高的不可逆场（Hirr）。热等静压丝在5 K零场时的Jc>106 A/cm 2，在1.5 T和26.5 K时的Jc>104 A/cm 2，在4 K时的Hirr ~ 17 T。这种改善归因于高密度的结构缺陷，这是涡钉扎的可能来源。这些缺陷，通过透射电子显微镜观察到，包括小角度扭曲，倾斜和弯曲的边界，导致在MgB 2晶粒内形成亚晶粒。
2003-03-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Quantum phase slips in superconducting Nb nanowire networks deposited on self-assembled Si templates
采用坚固的多孔硅衬底来产生超导铌铌纳米线的互连网络。扫描电子显微镜分析进行了研究的样品，这构成的多晶单丝的晶粒尺寸约为10 nm的形貌。样品在低于临界温度的宽温度范围内表现出非零电阻，这是相滑移过程的指纹。描述超导序参量的热涨落和量子涨落的模型再现了输运数据。
2012-10-12 cond-mat.supr-con
Development of Doped MgB2 Wires and Tapes for Practical Applications
本文根据文献资料和作者的研究结果，综述了化学掺杂对MgB_2超导线材和带材性能影响的研究进展。MgB 2的临界电流密度可以通过各种掺杂剂来提高。在这些掺杂剂中，用含碳材料掺杂似乎是改善Jc性能的最有效的方式。详细讨论了不同形式的碳以及碳基化合物如SiC、纳米碳、金属碳化物、芳香烃和碳水化合物的掺杂对MgB 2的Jc-B特性的影响。C可以通过取代硼而并入到MgB 2晶格中，并且因此由于两个带MgB 2中的两个带的杂质散射的选择性调谐，Bc 2显著增强。除了通过碳掺杂增加Bc 2的努力外，掺杂引起的细晶粒尺寸和纳米尺寸的夹杂物将产生许多磁通钉扎中心，从而改善MgB 2的Jc-B性能。在此基础上，提出了掺杂剂的选择原则。
2010-01-08 cond-mat.supr-con
Fe-based high field superconductors for cost-effective future accelerator magnets
我们提出了一个有针对性的攻击，使铁基超导体（FBS）AEFe 2As 2（122）（AE =碱土金属，这里Ba或Sr）成为一个更便宜，更高的稳定性裕度，圆形，扭曲和有效的各向同性复丝导体适用于16-20 T的偶极磁体结构。本白皮书敦促通过提供对控制122种多晶体的传输临界电流密度Jc以及导线形式的基本理解来大大加快进展。高晶粒间Jc是这种新超导体尚未完全证明的一个关键特性，这是使122实用化的关键突破。尽管晶粒内（即涡旋钉扎）Jc已经足够高，可以取代Nb 3Sn，但我们最近的工作强烈表明，晶界（GB）处不可预测的超导连通性是限制长程Jc的关键问题。我们强烈强调，需要评估真正的内在性质的GB在多晶形式之前，专注于线制造。
2022-03-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
High transport critical currents in dense, metal-clad superconductor wires of MgB2
在这封信中，我们报告了第一次成功制造的致密，金属包覆的MgB 2超导导线，以及第一次演示的高传输Jc大于36,000 A/cm 2的MgB 2。我们设计的制造技术仅使用环境压力，但产生非常致密的MgB 2，几乎没有化学计量损失。这种技术可用于快速和可靠的化合物合成和表征，用于未来发现具有更高Tc、更高Hc 2或改进的磁通钉扎特性的新的或改进的超导体。我们还表明，虽然固有的弱链接自由，材料的性质是这样的，多晶MgB 2的晶界可以很容易地被改变，表现出诱导的弱链接行为与伴随的临界电流密度的数量级的损失。
2001-04-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
High-energy ball milling and synthesi temperature study to improve superconducting properties of MgB2 ex-situ tapes and wires
采用高能球磨法和低温合成法制备了MgB 2单组分镍包带和丝材。所有样品均在920 ℃下在Ar气流中烧结。调整研磨时间和旋转速度以使临界场电流密度（Jc）最大化：在5 K和4 T下获得6 X 10 e4 A/cm 2的最大Jc值，对应于用在180 rpm下研磨144小时的粉末制备的带。还研究了不同的合成温度（730-900 ℃），发现用在745 ℃下合成的粉末制备的线材的最佳Jc值。我们推测，这一最佳温度是由于未反应的镁含量在烧结过程之前的流化作用，可以更好地连接晶粒。
2008-10-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Application prospects of MgB$_2$ in view of its basic properties
在发现二硼化镁的超导性七年后，这种化合物的基本超导性质已为人们所熟知，多晶材料中的特殊电流传输也已基本了解。基于这一知识，将预测电线或磁带在高磁场下的最终性能，并与最先进的材料和其他超导体进行比较。高场应用的关键参数是上临界场，其可以通过杂质散射强烈增强。这种基本性质可能会进一步优化，在散装材料，因为更高的值被报道为薄膜。如果通过原位技术制备，则MgB $_2$颗粒通常非常小。由此产生的高密度晶界导致强钉扎，接近理论极限。另一方面，晶粒之间的连通性仍然相当差，并大大降低了可实现的临界电流，从而留下了进一步改进的空间。
2008-10-31 cond-mat.supr-con
High transport current superconductivity in powder-in-tube Ba0.6K0.4Fe2As2 tapes at 27 tesla
铁基超导体的高上临界场和低各向异性使它们在高场应用中特别有吸引力。然而，载流能力需要通过克服线和带导体内部的错位晶粒之间的弱链接效应来增强。本文采用传统的粉末管法和优化的热压工艺相结合的方法制备了Ba0.6K0.4Fe2As2（Ba-122）超导带材，在4.2 K和10 T下，其临界电流密度（Jc）高达1.5 × 10^5 A/cm^2（Ic = 437 A）。在4.2 K温度下，在27 T的强磁场下测得的Jc仍在5.5 × 10 ^4 A/cm ^2的水平上，远高于低温超导体的Jc。这是热压Ba-122超导带材的首次报道，这些Jc值是迄今为止报道的铁基超导线材和带材的最高值。这些高性能带材具有高度的Ba-122晶粒的c轴织构和低的输运Jc各向异性，显示出用于构造高场超导磁体的巨大潜力。
2017-05-27 cond-mat.supr-con
Transport critical current densities and n factors in mono- and multifilamentary MgB2/Fe tapes and wires using fine powders
采用PIT工艺制备了具有高临界电流密度的MgB 2/Fe单晶和多晶带材和线材。描述了制造细节。研究了粉末粒度和再结晶温度对jc的影响。在25 K和1 T下，测得的jc值接近105 A/cm ~ 2，而在我们的单晶带中，在4.2K/0 T下，jc值为106 A/cm ~ 2。MgB 2/Fe带材表现出高指数n因子的电阻转变：n ~ 80和40被发现在5 T和7 T，分别。到目前为止，在具有7根细丝的MgB 2/Fe丝中获得的最高传输jc值在4.2K和2 T的场中为1.1 * 105 A/cm 2，这仍然低于单芯带材。改进的变形和恢复处理预计将导致更高的jc值。
2002-08-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Transport critical current density in Fe-sheathed nano-SiC doped MgB2 wires
采用粉末管法和原位反应法制备了纳米SiC掺杂MgB2/Fe丝材。由于Si和C共掺杂的平衡效应，随着SiC掺杂水平的增加，Tc的降低仍然相当小。高水平的SiC共掺杂允许产生晶粒内缺陷和纳米夹杂物，其充当有效的钉扎中心，导致Jc（H）性能的显著增强。尽管样品的密度较低，电流的衰减性质，但所有导线的传输Jc与较高磁场下的磁性Jc相当。掺杂10wt%SiC的MgB_2/Fe在5K和4.5T下的输运IC达到660A（Jc = 133，000A/cm~2），在20K和2T下的输运IC达到540A（Jc = 108，000A/cm~2）。10wt%SiC掺杂的MgB2线的传输Jc比迄今为止报道的分别在5K和10T以及20K和5T下的现有技术的Fe护套的MgB2线高一个数量级以上。由于目前样品的密度仅为50%，因此Jc有很大的进一步改进空间。
2002-08-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
High transport critical current densities in textured Fe-sheathed Sr1-xKxFe2As2+Sn superconducting tapes
本文报道了用非原位粉管法制备的Sn掺杂Sr_（1-x）K_xFe_（2As）_2超导带材中晶粒取向的实现。在4.2 K时，测得自场下的高输运临界电流密度Jc为2.5 × 10^4 A/cm ^2（Ic = 180 A），10 T下的高输运临界电流密度Jc为3.5 × 10^3 A/cm ^2（Ic = 25.5 A）。这些值是迄今为止报道的铁基超导线材和带材的最高值。我们认为，我们的磁带样品中的优越的Jc是由于良好的纹理晶粒和加强晶粒间的耦合实现了Sn的添加。我们的研究结果显示了铁基超导体令人鼓舞的应用前景。
2011-12-15 cond-mat.supr-con
Critical current density and microstructure of iron sheathed multifilamentary Sr1-xKxFe2As2/Ag composite conductors
铁基超导体被认为在高场应用中非常有前途，对于高场应用，具有高机械强度的多芯线和带导体是必不可少的。本文采用非原位粉管法制备了以银为基体、铁为外增强护套的7芯、19芯和114芯Sr_（0.6）K_（0.4）Fe_2As_2（Sr-122）超导线材和带材。采用显微硬度法研究了7丝和19丝导体中Sr-122相的质量密度，结果表明，在不同厚度的圆丝和扁带中，硬度与传输临界电流密度（Jc）呈正相关。对于Sr-122/Ag/Fe 114-细丝导体，其中平均横截面细丝尺寸小于50微米是通过拉伸成直径为2.0mm的圆线实现的，传输Jc可以通过平轧而显著增强，对于7-和19-细丝导体也是如此。7、19和114丝Sr-122/Ag/Fe带材的最高输运Jc分别达到1.4 × 10^4、8.4 × 10^3和6.3 × 10^3 A cm-2（4.2 K，10 T），表明Jc随丝数的增加而降低。这种Jc的下降可以归因于长丝在纵向上的香肠效应和这些非常细的长丝中的晶粒细化。
2015-08-24 cond-mat.supr-con
Magnetic field processing to enhance critical current densities of MgB2 superconductors
在纯MgB2和碳纳米管（CNT）掺杂的MgB2线材的烧结过程中施加高达12 T的磁场。我们已经证明，磁场处理导致晶粒细化，均匀性和Jc（H）和Hirr的显着提高。纯MgB2线的Jc在高场区分别增加了3至4倍和CNT掺杂的MgB2在高场区分别增加了一个数量级，与非场处理的样品相比。CNT掺杂样品在20 K时的Hirr达到7.7 T。磁场处理降低了CNT掺杂MgB 2的电阻率，使缠结的CNT变直，提高了CNT与MgB 2基体之间的附着力。没有观察到MgB2的晶体取向。这种方法可以很容易地扩展到连续生产，代表了MgB2超导体和相关系统发展的新里程碑。
2006-01-10 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
The high gas pressure HIP influence on structure and transport properties of $MgB_2$ superconductors of single and multicore composition
制备了具有Nb或Fe阻挡层的Cu、GlidCop或Monel护套的超导$MgB_2$线。导线因护套材料、超导芯的数量及其化学成分而异。在不同温度（$600-800^oC$）和压力（高达1.4 GPa）下对导线进行HIP（热等静压）。扫描电镜照片的截面进行了研究，以研究势垒反应性和开裂，超导材料的密度和晶粒尺寸。输运测量磁场高达14 T导致的临界电流密度$j_c$和全球钉扎力$F_p$的计算。由于超导材料的密度更高的传输性能的改善。
2014-06-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Ternary Nb3Sn superconductors with artificial pinning centers and high upper critical fields
在这封信中，我们展示了三元Nb 3Sn多芯导体与人工钉扎中心（APC），实现高临界场的发展。在31 T磁体上进行了测试，结果表明，它们在4.2 K时的上临界磁场（Bc 2）值为27-28 T，不可逆磁场（Birr）值大于26 T，接近或高于最好的RRP导体。在16 T和4.2 K下，非Cu Jc已经达到接近1200 A/mm 2，与RRP相当，尽管由于导体设计和热处理尚未优化，细丝中的细晶粒Nb 3Sn分数仍然很低（20-30%）并且晶粒尺寸仍然没有完全细化（70-80 nm）。对于具有1%Zr的APC导线，在4.2K、16 T下的Nb 3Sn层Jc为4710 A/mm 2，比RRP导体高约2.5倍，尽管由于氧不足和未优化的热处理，其晶粒尺寸尚未完全细化。分析了通过进一步优化APC导体及其热处理工艺可以获得的非Cu Jc。
2018-11-28 cond-mat.supr-con
High critical current density and low anisotropy in textured Sr1-xKxFe2As2 tapes for high field applications
从应用的观点来看，对于超导导线需要大的临界电流密度Jc（H），优选地对于高于5 T的磁场。在这里，我们表明，强的c轴织构Sr 1-xKxFe 2As 2磁带与近各向同性传输Jc制造的非原位粉末管（PIT）过程。在4.2 K时，Jc值显示出极弱的磁场依赖性，并且分别在10 T和14 T时达到1.7 × 10^4 A/cm ^2的高值，这些值是迄今为止报道的铁基线材的最高值，并且接近实际应用所需的Jc水平。透射电子显微镜的研究表明，在晶界处的非晶氧化物层显着减少锡此外，从而大大提高了晶间连接。我们的研究结果表明，使用铁基超导体的高场应用的强大潜力。
2013-02-19 cond-mat.supr-con
Chemical stability and superconductivity in Ag-sheathed CaKFe4As4 superconducting tapes
采用非原位粉管法制备了Ag包覆CaKFe 4As 4超导带材。热分析和X射线衍射分析表明，CaKFe 4As 4相在高温下是不稳定的。它分解成与银鞘强烈反应的CaAgAs相。因此，我们在500 ℃下烧结该带，并获得传输临界电流密度Jc（4.2 K，0 T）~ 2.7 × 10^4 A/cm 2。由磁阻测量得到的钉扎电位比（Ba/Sr）1-xKxFe 2As 2带材的钉扎电位低一个数量级。结合扫描电子显微镜和磁光成像结果，我们认为低温烧结导致超导晶粒间的连通性差是导致Jc低的主要原因。然而，如果我们进一步优化后退火工艺以实现更好的晶粒连接性，该系统仍然是超导导线和带材的有希望的候选者。
2018-09-11 cond-mat.supr-con
Dissipation and quantum phase transitions of a pair of Josephson junctions
本文研究了一个由介观超导颗粒和两个宏观超导电极通过约瑟夫森结耦合而成的模型系统。我们重点关注电阻分流和颗粒内超导正常电荷弛豫引起的欧姆耗散效应。随着温度的降低，这种行为从非耦合的约瑟夫森结（类似于前面分析的情况）过渡到强相互作用结。交叉温度与颗粒的能级间距有关，并且具有从颗粒的逃逸时间的倒数的数量级。在零温极限下，双结系统呈现出五种不同的量子相，其中包括一种新颖的超导态，它在晶粒上具有局域化的库珀对，但由于库珀对共隧穿过程，导致了引线之间的相位相干。与单个结相反，从完全超导到完全正常相的过渡被发现是由一个中间耦合不动点控制的，该不动点的临界指数随着电阻的变化而连续变化。通过两个组件的正弦-戈登模型和相关的库仑气体，提供有效的低温描述在弱和强约瑟夫森耦合限制的模型进行了分析。复杂的相图与两组分sine-Gordon模型的对称性一致，包括弱到强耦合对偶性和置换三重性。实验结果的结果和潜在的影响超导正常过渡的细线和薄膜进行了简要的讨论。
2003-02-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Examination of the tradeoff between intrinsic and extrinsic properties in the optimization of a modern internal tin Nb3Sn conductor
在现代Nb 3Sn线中，在优化与A15相中的超流密度相关联的本征性质之间存在基本的折衷（例如，Tc、Hc、Hc 2，所有这些都依赖于组成），最大化可以由Nb、Sn和Cu的给定混合物形成的A15的量，最小化每个子元素内的A15组成梯度，而同时通过在保持Cu稳定剂的RRR高于100的附加约束下使晶界密度最大化来产生高的涡旋钉扎临界电流密度Jc。在这里，我们研究这些因素在钽合金重新堆叠棒工艺（RRP）线与~70微米直径的子元素。与许多早期的研究一致，最大的非Cu Jc（12 T，4.2K）需要防止A15晶粒生长，而不是通过优化超流密度。在针对12 T、4.2K性能优化的线材中，约60%的非Cu横截面是A15，35%的残余Cu和Sn芯，以及仅5%的残余Nb 7.5wt.% Ta扩散阻挡层。比热和化学分析表明，在该60%A15级分中，存在宽范围的Tc和化学组成，其对于较高的热处理温度确实减小，然而，这是不切实际的，因为当仅约2%的A15反应前沿突破扩散屏障时发生强烈的RRR降解。由于这种Nb 3Sn导体设计正在开发用于子元件1/2的现有尺寸，很明显，更好的屏障对于允许具有更好的固有A15特性的更高温度反应是必不可少的。我们在这里提出了多个和详细的内在和外在的评估，因为我们相信，只有这样广泛和定量的描述是能够准确地跟踪个别导体设计的限制，其中优化将始终是内在冲突的目标之间的妥协
2014-05-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
