通过选择性调控杂散散射产生的MgB2 超导体 very high upper critical fields

我们报告了不同掺杂非磁性杂质的MgB2样品上 $H_{c2}$ 的显著增强。通过研究具有不同电阻率 $\rho$ 的薄膜和bulk 多晶体，显示出 $H_{c2}$ 随 $\rho$ 增加而增大的明确趋势。某一高电阻率薄膜的零温 $H_{c2}(0)$ 已超过诸如Nb3Sn和Nb-Ti等竞争非 cuprate 超导体的 $H_{c2}$ 值。在高场传输测量中，记录值 $H_{c2}^\perp(0) \approx 34T$ 和 $H_{c2}\|(0) \approx 49T$ 用于高电阻率薄膜，$H_{c2}(0)\approx 29T$ 用于未纹理化的bulk 多晶体。最高 $H_{c2}$ 薄膜还表现出 $H_{c2}(T)$ 的显著向上曲率，$\gamma(T) = H_{c2}\|/ H_{c2}^\perp$ 的温度依赖性与单晶相反：$\gamma(T)$ 随温度降低而减小，从 $\gamma(T_c) \approx 2$ 降至 $\gamma(0) \approx 1.5$。这一显著的 $H_{c2}$ 增强及其异常的温度依赖性是 MgB2 两种超导性导致的，这为通过在Mg和B位点上的选择性合金化调控杂散散射进一步增大 $H_{c2}$ 提供了特殊机遇。我们的实验结果可由 MgB2 杂乱极限下两种超导性理论解释。观察到的极高 $H_{c2}(T)$ 值表明，MgB2 可被制成一种通用、具竞争力的高场超导体。