液相在熔融加工GdBCO单晶超导体制备中的关键作用
超导电性
2025-05-19 v1 材料科学
应用物理
摘要
RE-Ba-Cu-O（RE表示稀土元素）单晶超导体因能俘获强磁场且用于磁悬浮时具自稳定性而备受关注。本文采用一种改进的熔融生长方法，通过添加液相源（LS）在晶体生长过程中提供富液环境。这进一步使得最大加工温度（Tmax）显著降低，甚至接近包晶分解温度。该方法称为富液相源低Tmax（LS+LTmax）生长法，其将顶部籽晶渗透生长（TSIG）与顶部籽晶熔融织构生长（TSMG）的优势相结合。LS+LTmax法协同调控REBCO单晶的完美形貌与高超导性能。液相源与低Tmax对结晶的互补作用已被仔细研究。显微结构分析表明，LS+LTmax加工的GdBCO单晶显示出RE3+离子与RE211粒子均匀分布的确切优势。Gd211粗化的抑制带来改进的钉扎特性。直径18 mm与25 mm的GdBCO单晶超导体在77 K下显示最大俘获磁场分别为0.746 T与1.140 T。这些俘获场显著高于常规TSMG样品。尤其在RE211密度降低的晶界处观察到优越的磁通钉扎性能，表明这些区域存在多重钉扎机制。所提策略为制备具有高可靠性的高性能单晶超导体提供了关键的LS+LTmax技术，这对工程应用十分重要。
引用
@article{arxiv.2304.06426,
title = {Essential role of liquid phase on melt-processed GdBCO single-grain superconductors},
author = {Xiongfang Liu and Xuechun Wang and Jinyu He and Yixue Fu and Xinmao Yin and Chuanbing Cai and Yibing Zhang and Difan Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.06426},
year = {2025}
}