非常规超导体应用的挑战与机遇

自高温铜氧化物超导体（high-$T_c$ cuprates）发现以来，对新超导体的探索已转向更具各向异性、强关联、载流子密度更低以及存在竞争磁有序和电荷密度波有序的材料。虽然这些材料特性增强了超导关联，但也给液氮温度（及更高温度）和强磁场下的应用带来了严重问题，以至于临界温度 $T_c$ 和上临界场 $H_{c2}$ 等传统特征参数不再是主要的品质因数。这是由于序参量的强涨落、钉扎磁通的热激活跳跃以及电磁颗粒性所致，这一点已在对铜氧化物和铁基超导体的广泛研究中得到证实。在本文中，我概述了对电力和磁体应用至关重要的这些机制，并讨论了为使超导体在高温和强磁场下有用而必须满足的材料限制。这些限制在更高温度和磁场下变得愈发重要，特别是对于尚未发现的室温超导体而言。在这种情况下，超导体的性能将受到序参量破坏性涨落的限制，因此能够减少这些涨落的更高超流密度和更弱的电子各向异性可能比更高的 $T_c$ 更为重要。