铁基超导体面向应用的最新进展

由于电子自旋的静态有序与电子对（库珀对）的动态形成之间存在竞争，具有大磁矩的铁曾被广泛认为不利于超导的出现。因此，2008 年发现高临界温度 ($T_c$) 铁基超导体 (IBSC) 令凝聚态物理界感到惊讶，并重新激发了全球范围内的广泛研究。自此，IBSC 已成为继 1986 年发现的高温铜氧化物之后新一类的高温超导体。过去十年中，IBSC 科学与技术的快速研究进展积累了大量关于 IBSC 材料、机制、性质和应用的知识，相关论文发表量达数万篇。本文综述了 IBSC 在技术应用（块体磁体、薄膜和线材）方面的最新进展，以及其基础材料特性。其应用亮点包括：可在 15-25 K 下工作的高场块体磁体；在约 10 T 和 4 K 下具有高临界电流密度 ($J_c$) > 1 MA/cm$^2$ 的薄膜；以及在 10 T 和 4 K 下，百米级线材实现的平均 $J_c$ 为 1.3*10$^4$ A/cm$^2$。这些成就基于 IBSC 固有的优势特性，如超导相更高的晶体对称性、更高的临界磁场以及维持高 $J_c$ 所需的更大临界晶界角。这些特性也使 IBSC 在高磁场应用方面极具前景。