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中國科學(xué)院電工研究所研究員馬衍偉團(tuán)隊(duì)與北京科技大學(xué)、中國科學(xué)院物理研究所、中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院、國家納米科學(xué)中心等單位合作，提出一種基于非對(duì)稱應(yīng)力場(chǎng)的高密度磁通釘扎中心構(gòu)建策略，顯著提升了鐵基超導(dǎo)線材的載流性能。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《先進(jìn)材料》。

鐵基超導(dǎo)材料具有上臨界場(chǎng)高、各向異性小、制備成本低等優(yōu)點(diǎn)，在下一代高能粒子加速器、可控核聚變裝置及高場(chǎng)磁共振成像系統(tǒng)等領(lǐng)域具有獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。高載流性能鐵基超導(dǎo)線材是實(shí)現(xiàn)上述高場(chǎng)強(qiáng)電應(yīng)用的基礎(chǔ)。為獲得高載流性能，需構(gòu)建高密度納米級(jí)磁通釘扎（磁通線被束縛的狀態(tài)）中心。由于高溫超導(dǎo)體普遍為非金屬材料，具有本征脆性，在鐵基超導(dǎo)體中引入高密度位錯(cuò)作為釘扎中心極具挑戰(zhàn)。

針對(duì)上述問題，研究團(tuán)隊(duì)通過施加非對(duì)稱應(yīng)力場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了靜水壓力與剪切應(yīng)力的協(xié)同調(diào)控，在鐵基超導(dǎo)線材中成功構(gòu)建了超高密度納米級(jí)位錯(cuò)陣列，作為有效釘扎中心顯著增強(qiáng)了強(qiáng)磁場(chǎng)下的磁通釘扎力，使鐵基超導(dǎo)線材臨界電流密度大幅提升。其中，10特斯拉磁場(chǎng)下鐵基超導(dǎo)線材臨界電流密度達(dá)到4.5×105A/c㎡，是此前報(bào)道最高值的3倍；在30特斯拉下仍保持2.1×105A/c㎡，創(chuàng)造了鐵基超導(dǎo)線材載流性能新紀(jì)錄。

“這為鐵基超導(dǎo)材料磁通釘扎提供了新手段，為其他剛性功能材料中位錯(cuò)結(jié)構(gòu)調(diào)控提供了新途徑，有望成為一種高性價(jià)比的鐵基超導(dǎo)線材規(guī)?；苽浞椒ā！瘪R衍偉表示。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1002/adma.202513265

（原載于《中國科學(xué)報(bào)》 2025-08-28 第3版 綜合）