中国科学院电工研究所研究员马衍伟团队与北京科技大学、中国科学院物理研究所、中国科学院合肥物质科学研究院、国家纳米科学中心等单位合作，提出一种基于非对称应力场的高密度磁通钉扎中心构建策略，显著提升了铁基超导线材的载流性能。相关研究成果近日发表于《先进材料》。

铁基超导材料具有上临界场高、各向异性小、制备成本低等优点，在下一代高能粒子加速器、可控核聚变装置及高场磁共振成像系统等领域具有独特的应用优势。高载流性能铁基超导线材是实现上述高场强电应用的基础。为获得高载流性能，需构建高密度纳米级磁通钉扎（磁通线被束缚的状态）中心。由于高温超导体普遍为非金属材料，具有本征脆性，在铁基超导体中引入高密度位错作为钉扎中心极具挑战。

针对上述问题，研究团队通过施加非对称应力场，实现了静水压力与剪切应力的协同调控，在铁基超导线材中成功构建了超高密度纳米级位错阵列，作为有效钉扎中心显著增强了强磁场下的磁通钉扎力，使铁基超导线材临界电流密度大幅提升。其中，10特斯拉磁场下铁基超导线材临界电流密度达到4.5×105A/c㎡，是此前报道最高值的3倍；在30特斯拉下仍保持2.1×105A/c㎡，创造了铁基超导线材载流性能新纪录。

“这为铁基超导材料磁通钉扎提供了新手段，为其他刚性功能材料中位错结构调控提供了新途径，有望成为一种高性价比的铁基超导线材规模化制备方法。”马衍伟表示。

相关论文信息：https://doi.org/10.1002/adma.202513265

（原载于《中国科学报》 2025-08-28 第3版 综合）