加强以铁为基础材料的超导性能

铁基超导体可以进行电没有耐高温异常相对于传统的超导体，必须冷却到接近绝对零度 （零下 459 华氏度） 释放其超导的权力。此外，他们相对易于弯曲，可以携带的电流在不同的方向，在高磁场下之前超导变得压抑。这些特性使承诺为先进的能源的应用，从电动汽车、 风力涡轮机和医疗成像设备的铁基超导体。然而，他们可以携带的数据量一直偏低，相比其他超导体。科学家们一直在试图提高这一数额，但做所以是经常为代价有辱人格的另一个关键的超导特性 — — 其中出现的超导临界温度。

现在，一组科学家已经跟加倍的电流铁基材料能不失其超导态的性质，同时提高了材料的临界温度量的方法。他们的方法，一份论文报告今天发表在自然通讯 （”路线的有力增长的 nanostrained 铁基超导体的临界电流”），使得使用的现成的技术，可以用来改善性能的超导电线和磁带。

以铁为基础的超导薄膜

电子显微镜图像的团队铁基超导薄膜之一显示之后科学家辐照与低能量质子膜显示结果链的缺陷 （由黄色箭头表示）。嵌入图像显示的典型缺陷链放大的视图。(图像︰ 由研究人员提供)

“轰击质子在低能量的材料，我们同时增加材料的载流能力和临界温度 — — 这是可能的在铁基超导体，第一次”说物理学家李强，团长先进能源材料集团在美国能源部 (DOE) 布鲁克海文国家实验室，他执导的研究。”有全世界能做这廉价的低能量离子设施。

射击离子在超导材料是人为地引入缺陷的晶体结构或材料以增加的当前他们可以携带化学既定方法。这些缺陷”针”的地方，或陷阱，当超导体放置在强磁场中，如那些形成的微观磁涡生成磁铁在磁共振成像 (MRI) 的机器。如果自由走动，涡耗散能量，从而摧毁了超导体的能力进行电流无能量损失。

不幸的是，如果离子照射而产生的缺陷在超导体中创建了太多的障碍，他们会降低其临界温度。因为超导体目前需要极端的冷却导电无阻力，任何在临界温度的下降是不可取的。

金凤花姑娘意义上讲，缺陷必须是”刚刚好”— — 不太大，不能太小。科学家们可以通过选择适当的离子物种 （如质子、 金离子、 氩离子） 和离子能量设计此类缺陷。

“一些离子或能量可能导致足够大的损伤，以干扰超导性，而其他人可能不会产生任何影响，”解释合著寿德奥萨基，在布鲁克海文实验室先进能源材料集团前现在是一名教员在日本关西学院大学的科学家。”所以我们运行模拟，以找出哪种组合应产生最优的缺点 — — — 一个可以按住磁旋流没有对材料的超导性能产生不利影响”。

铁基的材料研究组，在低能量质子是成功的关键。科学家使用电子显微镜，带他们准备好之前, 和之后他们打低能量质子的薄膜材料的薄膜 （约 100 纳米厚） 图像。

合著者吴丽君，在布鲁克海文国家实验室领导的显微镜工作的材料科学家说:”整个的辐照的电影，我们看到个别链的缺陷由入射离子与打破了完美的原子顺序，原子核碰撞造成晶格本地压缩或伸展，”。

性能检查，科学家们测量所用的电器在低和高磁场中薄膜的电流流过。在高的领域，辐照的电影进行更多比任何低温超导体的电流。这一结果表明，缺陷和当地晶格应变必须强烈寄磁旋流，否则会阻碍电流流动。

为了找出是什么导致了令人惊讶的增加临界温度，团队创建应变”地图”摆出本地压缩和拉伸 （伸） 地区在何处。此前的研究已经显示的晶格应变类型与其临界温度︰ 高的临界温度，高度压缩的区域和与临界温度低的高度拉伸区域。在团队的电影中，压缩部分占了很多更多的空间，导致整体提高临界温度。

根据李，这些性能也仅仅是个开始:”我们相信可以通过微调结构的缺陷和晶格畸变的安排进一步增强的临界电流和温度。