非金属超导体中通过非对称应力工程稠密位错以实现强涡旋阘束
超导电性
2025-08-26 v1 材料科学
摘要
高温超导体（HTS）中大规模无损电流的关键依赖于具有恰当尺寸和维度的稠密缺陷，位错因其一维几何而尤为有效，可通过与涡旋线广泛相互作用。然而，在具有刚性晶格的非金属化合物中，传统变形方法通常导致灾难性断裂，而非位错介导的塑性变形，使引入高密度位错成为持续的挑战。本文提出了一种非对称应力场策略，通过挤压激活屈服驱动的晶格滑移和在叠加水压压缩下扭转，直接在HTS中诱导高密度位错。以铁基超导体（IBS）为例， nearly一个埃弗的原子位移触发倾斜位错线的形成，其密度接近金属水平。通过进一步的结构优化，这些位错成为强阘束中心，使IBS在33 T下的电流承载能力提升五倍，同时实现低各向异性和较大的不可逆域。该工作不仅为在HTS中工程化阘束景观提供了可扩展的途径，也为操作刚性晶体系统中的位错结构提供了通用框架。
引用
@article{arxiv.2508.18138,
title = {Asymmetric stress engineering of dense dislocations in brittle superconductors for strong vortex pinning},
author = {Meng Han and Chiheng Dong and Chao Yao and Zhihao Zhang and Qinghua Zhang and Yue Gong and He Huang and Dongliang Gong and Dongliang Wang and Xianping Zhang and Fang Liu and Yuping Sun and Zengwei Zhu and Jianqi Li and Junyi Luo and Satoshi Awaji and Xiaolin Wang and Jianxin Xie and Hideo Hosono and Yanwei Ma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.18138},
year = {2025}
}
备注
27 pages, 5 figures