Sr0.6K0.4Fe2As2铁基超导带材的临界电流特性与磁通钉扎机制分析

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自从Sr122型铁基超导体被发现以来,由于它的低成本和独特的超导特性,其在高磁场以及大电流传输等方面的应用就备受期待。它的各向异性较低,上临界磁场也相当高,而且临界温度及临界电流密度都相对较高。近来,中科院电工所成功开发出了临界温度为32.5 K,并且在温度4.2 K,磁场强度10 T时临界电流密度高达1.5×108A/m2的铁包套Sr0.6K0.4Fe2As2铁基超导带材。  考虑到该带材的临界温度,假定其工作温度区间为20K(氢气的沸点)到30K。为了解明该带材的实用性,在温度20 K到30K,以及磁场强度7T以下对于该带材的超导特性进行了探究。  临界电流密度是决定超导体工业应用能力的最关键的因素之一,论文主要通过四引线法及微小交流重叠法两种方法对临界电流密度进行了测量,并根据实验结果对该带材在工作温度及场强区间的临界电流密度特性以及决定其临界电流密度大小的磁通钉扎机制进行了深入研究。  研究发现Sr0.6K0.4Fe2As2带材样品临界电流密度随着温度的升高而降低,随着磁场强度的降低而升高。在20 K左右时Sr0.6K0.4Fe2As2铁基带材的临界电流密度较高,在19.5 K,0.1T时,临界电流密度达到1.5×108A/m2,在19.5 K,7T时达到5.1×107A/m2。即使在24.4 K,0.1 T时,临界电流密度仍达2.7×107A/m2。此外,结果表明在20 K左右时该带材的临界电流密度变化也比较平稳,这说明在20 K左右时Sr0.6K0.4Fe2As2铁基带材的实用还是非常有希望的。同时根据研究,Sr0.6K0.4Fe2As2铁基带材的Labusch参数和相互作用距离的规律与传统金属超导体非常相近,根据分析认为Sr0.6K0.4Fe2As2铁基带材有可能与传统金属超导体中磁通钉扎机制一致。
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