名古屋大学
(钡，钾)Fe2As2超导体中涡流如何被小角度晶界钉扎的示意图
本研究制备的(Ba，K)Fe2As2薄膜的钉扎力密度Fp几乎是原始单晶的10倍
信用:Kazumasa Iida 超导材料在低温下表现出零电阻，这使得它们能够在没有耗散的情况下传导“超级电流”
最近，由博士领导的一组科学家
来自日本名古屋大学的Kazumasa Iida利用“晶界工程”技术开发了一种廉价、可扩展的高温超导体生产方法
这种新方法有助于开发更强、更便宜、更高工作温度的超导体，并具有有影响力的技术应用
在磁场存在的情况下，超导体中电流无耗散传导的关键是一种称为“钉扎势”的特性
“钉扎描述了超导矩阵中的缺陷如何与洛伦兹力形成涡流
控制材料的微观结构允许小心地将缺陷引入材料中，以形成“人工钉扎中心”(APCs)，然后可以改善其性能
将这种缺陷引入超导体最常见的方法是“离子辐照”
“然而，离子辐照既复杂又昂贵
在他们发表于《NPG亚洲材料》的研究中，Iida教授和他的研究团队成功地生长了一种薄膜超导体，它在没有APCs的情况下具有惊人的高钉扎效率
“晶体材料由不同区域组成，具有不同的晶体取向，称为‘晶粒’
当材料中不同晶粒边界之间的角度小于它们的临界角θc时，我们称之为“低角度晶界(LAGB)”
LAGBs有助于磁通钉扎，这增强了超导体的特性
Iida
铁基超导体被认为是下一代超导体技术
在他们的研究中，Iida教授和他的团队使用一种被称为“分子束外延”的技术，生长了一种被称为“钾(K)掺杂的BaFe2As2 (Ba122)”的FBS，在这种技术中，超导体生长在衬底上
“控制挥发性钾的困难使得外延钾掺杂Ba122的实现具有挑战性，但是我们成功地在氟化物衬底上生长了薄膜，”Dr
Iida
研究小组随后利用透射电子显微镜对光纤光栅进行了表征，发现薄膜由大约30-60纳米宽的柱状颗粒组成
对于掺钾的Ba122，这些晶粒围绕晶体主轴旋转了θc以内的角度，形成了LAGB网络
研究人员随后对薄膜的电阻率和磁性进行了测量
他们观察到薄膜具有惊人的高临界电流(超导体中的最大电流，超过这个电流就会转变为耗散状态)
LAGB网络进一步确保了材料中的强钉扎效率
“在我们的研究中获得的场内特性与离子辐照的掺钾Ba122相当
此外，晶界工程是一种简单的技术，可以扩大到工业应用
Iida
这项研究的发现可能会加速使用超导体的强磁体的发展，导致磁共振成像(MRI)的进步
由于内部超导体的冷却成本，磁共振成像的广泛应用目前受到磁共振成像机器的高投资和运行成本的限制
但是有了简单而廉价的技术，比如制造超导体的晶界工程，磁共振成像可以变得更容易被患者接受，从而提高我们的生活质量
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