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Ultrafast transient liquid assisted growth of high current density superconducting films.
Nature Communications ( IF 14.7 ) Pub Date : 2020-01-17 , DOI: 10.1038/s41467-019-13791-1 L Soler 1 , J Jareño 1 , J Banchewski 1 , S Rasi 1, 2 , N Chamorro 1, 3 , R Guzman 1 , R Yáñez 3 , C Mocuta 4 , S Ricart 1 , J Farjas 2 , P Roura-Grabulosa 2 , X Obradors 1 , T Puig 1
Nature Communications ( IF 14.7 ) Pub Date : 2020-01-17 , DOI: 10.1038/s41467-019-13791-1 L Soler 1 , J Jareño 1 , J Banchewski 1 , S Rasi 1, 2 , N Chamorro 1, 3 , R Guzman 1 , R Yáñez 3 , C Mocuta 4 , S Ricart 1 , J Farjas 2 , P Roura-Grabulosa 2 , X Obradors 1 , T Puig 1
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The achievement of high growth rates in YBa2Cu3O7 epitaxial high-temperature superconducting films has become strategic to enable high-throughput manufacturing of long length coated conductors for energy and large magnet applications. We report on a transient liquid assisted growth process capable of achieving ultrafast growth rates (100 nm s-1) and high critical current densities (5 MA cm-2 at 77 K). This is based on the kinetic preference of Ba-Cu-O to form transient liquids prior to crystalline thermodynamic equilibrium phases, and as such is a non-equilibrium approach. The transient liquid-assisted growth process is combined with chemical solution deposition, proposing a scalable method for superconducting tapes manufacturing. Additionally, using colloidal solutions, the growth process is extended towards fabrication of nanocomposite films for enhanced superconducting properties at high magnetic fields. Fast acquisition in situ synchrotron X-ray diffraction and high resolution scanning transmission electron microscopy (STEM) become crucial measurements in disentangling key aspects of the growth process.
中文翻译：
超快速瞬态液体有助于高电流密度超导膜的生长。
在YBa2Cu3O7外延高温超导膜中实现高生长速率已成为实现高通量制造能源和大型磁体应用的长涂层导体的战略。我们报告了一种瞬态液体辅助生长过程，该过程能够实现超快生长速率（100 nm s-1）和高临界电流密度（77 K下为5 MA cm-2）。这是基于Ba-Cu-O在结晶热力学平衡阶段之前形成瞬态液体的动力学偏好，因此这是一种非平衡方法。瞬时液体辅助生长过程与化学溶液沉积相结合，提出了一种可扩展的超导带制造方法。此外，使用胶体溶液，生长过程扩展到纳米复合膜的制造，以增强高磁场下的超导性能。快速分离原位同步加速器X射线衍射和高分辨率扫描透射电子显微镜（STEM）已成为解开生长过程关键方面的关键测量。
更新日期：2020-01-17
中文翻译：
超快速瞬态液体有助于高电流密度超导膜的生长。
在YBa2Cu3O7外延高温超导膜中实现高生长速率已成为实现高通量制造能源和大型磁体应用的长涂层导体的战略。我们报告了一种瞬态液体辅助生长过程，该过程能够实现超快生长速率（100 nm s-1）和高临界电流密度（77 K下为5 MA cm-2）。这是基于Ba-Cu-O在结晶热力学平衡阶段之前形成瞬态液体的动力学偏好，因此这是一种非平衡方法。瞬时液体辅助生长过程与化学溶液沉积相结合，提出了一种可扩展的超导带制造方法。此外，使用胶体溶液，生长过程扩展到纳米复合膜的制造，以增强高磁场下的超导性能。快速分离原位同步加速器X射线衍射和高分辨率扫描透射电子显微镜（STEM）已成为解开生长过程关键方面的关键测量。
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