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鐵基超導材料具有上臨界場高、各向異性小、制備成本低等優點，在下一代高能粒子加速器、可控核聚變裝置及高場磁共振成像系統等領域具有獨特的應用優勢。高載流性能鐵基超導線材是實現上述高場強電應用的基礎。為獲得高載流性能，需構建高密度納米級磁通釘扎（磁通線被束縛的狀態）中心。由于高溫超導體普遍為非金屬材料，具有本征脆性，在鐵基超導體中引入高密度位錯作為釘扎中心極具挑戰。

針對上述問題，研究團隊通過施加非對稱應力場，實現了靜水壓力與剪切應力的協同調控，在鐵基超導線材中成功構建了超高密度納米級位錯陣列，作為有效釘扎中心顯著增強了強磁場下的磁通釘扎力，使鐵基超導線材臨界電流密度大幅提升。其中，10特斯拉磁場下鐵基超導線材臨界電流密度達到4.5×10⁵A/cm²，是此前報道最高值的3倍；在30特斯拉下仍保持2.1×10⁵A/cm²，創造了鐵基超導線材載流性能新紀錄。

“這為鐵基超導材料磁通釘扎提供了新手段，為其他剛性功能材料中位錯結構調控提供了新途徑，有望成為一種高性價比的鐵基超導線材規模化制備方法。”馬衍偉表示。

相關論文信息：

https://doi.org/10.1002/adma.202513265