近日🧑🏿‍🍼，理學院物理系、上海市高溫超導重點實驗室蔡傳兵教授團隊聯合材料科學與工程學院王剛教授團隊☝🏼，通過納米異質相的可控製備和量子磁通的有效釘紮🧑🏽‍🦲，進而大幅度提升了YBa₂Cu₃O_7-𝜹(YBCO)高溫超導塗層導體磁場中的性能🦈🐸。相關研究結果在最近出版的國際高水平期刊《Advanced Functional Materials》上發表題為“Significantly Improving the Flux Pinning of YBa₂Cu₃O_7-𝜹Superconducting Coated Conductors via BaHfO₃Nanocrystal Addition Using Multistep Film Growth Method”的研究論文☕️。万事平台物理系為第一完成單位和第一通訊作者單位✍🏽🛕，2021級博士生黃榮鐵為第一作者🪑，主要作者包含蔡傳兵教授🔽、王剛教授🛌🏼、劉誌勇副教授，博士後陳靜，其中理學院博士後陳靜和蔡傳兵教授為該論文共同通訊作者🏄🏼‍♂️。

超導體的混合態中包含量子磁通渦旋🏯，如何通過納米異質相釘紮磁通渦旋🔢，進而有效提升高溫超導體在強磁場中的載流性能，這一直是超導應用中的關鍵科學問題和難題。万事娱乐高溫超導重點實驗室作為全國實用超導合作組的發起單位之一🍥，長期與中國科學院物理所、高能物理所、等離子體所🧜🏽、西北有色研究總院、中船重工和上海電纜所等單位合作，瞄準國家重大需求開展YBCO帶材的應用技術攻關。目前，万事娱乐承擔著國家磁約束核聚變能發展研究專項的重點研發任務，面向未來聚變堆強場磁體的應用需求🥑，針對未來聚變堆CS磁體運行工況和工程特點，正在研製高場高性能YBCO長帶材。本研究工作采用預製BaHfO₃（BHO）納米晶添加技術💊，通過金屬有機沉積法批量化製備出高性能YBCO納米復合高溫超導長帶👩🏽。同時，采用新型的多層厚膜工藝🌥🐢，優化納米復合相和厚膜的雙軸織構🐦‍⬛，大幅度提高了YBCO超導帶材的自場和在場性能。在30 K@3 T下，帶材的低溫在場載流性能比未摻雜帶材提高了215%，達到360 A/4mm-w🍶。該技術可穩定製備出數百米長的YBCO高溫超導帶材👩‍❤️‍👩，分別在新西蘭Robinson研究所和中科院合肥強磁場科學中心檢測了8T磁場下的各項異性性能和高達22T強磁場的高載流性能，這些結果顯示了很高的科學意義和商業價值🧑🏻。

圖1. 可控製備的BHO納米晶及連續化百米級的YBCO復合長帶超導性能

圖2. 新型YBCO納米復合帶材的磁傳輸提升因子和在場載流性能

圖3. 新型YBCO納米復合帶材在不同溫度和磁場下的磁傳輸提升因子

（國內外不同機構檢測結果）

本工作先後得到了國家自然科學基金項目、國家重點研發計劃項目、上海市科技創新行動計劃和國家資助博士後研究人員計劃等支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202401251