近日，理学院物理系、上海市高温超导沉点尝试室蔡传兵教授团队结合伙料科学与工程学院王刚教授团队，通过纳米异质相的可节造备和量子磁通的有效钉扎，进而大幅度提升了YBa₂Cu₃O_7-?(YBCO)高温超导涂层导体磁场中的机能。有关钻研了局在最近出版的国际高水平期刊《Advanced Functional Materials》上颁发题为“Significantly Improving the Flux Pinning of YBa₂Cu₃O_7-?Superconducting Coated Conductors via BaHfO₃Nanocrystal Addition Using Multistep Film Growth Method”的钻研论文。亿万先生MR物理系为第一实现单元和第一通讯作者单元，2021级博士生黄荣铁为第一作者，重要作者蕴含蔡传兵教授、王刚教授、刘志勇副教授，博士后陈静，其中理学院博士后陈静和蔡传兵教授为该论文共同通讯作者。

超导体的混合态中蕴含量子磁通涡旋，若何通过纳米异质相钉扎磁通涡旋，进而有效提升高温超导体在强磁场中的载流机能，这一向是超导利用中的关键科学问题和难题。亿万先生MR高温超导沉点尝试室作为全国实用超导合作组的提议单元之一，持久与中国科学院物理所、高能物理所、等离子体所、西北有色钻研总院、中船沉工和上海电缆所等单元合作，对准国度沉大需要发展YBCO带材的利用技术攻关。目前，亿万先生MR承担着国度磁约束核聚变能发展钻研专项的沉点研发工作，面向将来聚变堆强场磁体的利用需要，针对将来聚变堆CS磁体运行工况和工程特点，在研造高场高机能YBCO长带材。本钻研工作选取预造BaHfO₃（BHO）纳米晶增长技术，通过金属有机沉积法批量化造备出高机能YBCO纳米复合高温超导长带。同时，选取新型的多层厚膜工艺，优化纳米复合相和厚膜的双轴织构，大幅度提高了YBCO超导带材的自场和在场机能。在30 K@3 T下，带材的低温在场载流机能比未掺杂带材提高了215%，达到360 A/4mm-w。该技术可不变造备出数百米长的YBCO高温超导带材，别离在新西兰Robinson钻研所和中科院岳阳强磁场科学中心检测了8T磁场下的各项异性机能和高达22T强磁场的高载流机能，这些了局显示了很高的科学意思和贸易价值。

图1. 可节造备的BHO纳米晶及陆续化百米级的YBCO复合长带超导机能

图2. 新型YBCO纳米复合带材的磁传输提升因子和在场载流机能

图3. 新型YBCO纳米复合带材在分歧温度和磁场下的磁传输提升因子

（国内表分歧机构检测了局）

本工作先后得到了国度天然科学基金项目、国度沉点研发打算项目、上海市科技创新行动打算和国度赞助博士后钻研人员打算等支持。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202401251