YBa2Cu3O7-based coated conductors (CCs) achieve the highest critical current densities (Jc) of any known superconductor and are a key technology for applications such as rotatory machines, high-field magnets and power transmission. Incorporation of nano-sized non-superconducting second phases as additional vortex pinning centers has been considered the most amenable route to further enhance Jc at an industrial scale, and has been successfully used in commercial CCs. The resulting pinning landscape is quite complex, with both synergistic and competing interactions among the various types of defects. Particle irradiation, on the other hand, allows for a controlled post-processing incorporation of a well-defined defect morphology. We have previously shown that irradiation with protons and other light ions can further enhance the in-field Jc in commercial state-of-the-art CCs. Here we develop a combined irradiation process that increases Jc above values previously achieved by irradiating with only one species. Our new approach involves sequentially irradiating with 250-MeV Au ions and 4-MeV protons. For example, at T~27K (liquid neon) and μ0H~4T, a region of interest for rotatory machines applications, we obtain Jc ~ 5MA/cm2, which is about 40% higher than the values produced by the individual irradiations. Finally, we conclude that this due to the synergistic pinning effects of the introduced splayed, non-uniform columnar defects and small clusters.

中文翻译：

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由于复合钉扎景观，YBCO 涂层导体的场内临界电流密度大幅提高

YBa2Cu3O7 基涂层导体 (CC) 可实现任何已知超导体的最高临界电流密度 (Jc)，是旋转电机、高场磁铁和电力传输等应用的关键技术。将纳米级非超导第二相作为额外的涡旋钉扎中心被认为是在工业规模上进一步提高 Jc 的最合适的途径，并已成功用于商业 CC。由此产生的固定景观非常复杂，各种类型的缺陷之间存在协同和竞争相互作用。另一方面，粒子辐射允许对明确定义的缺陷形态进行受控的后处理合并。我们之前已经表明，用质子和其他轻离子照射可以进一步增强商业最先进的 CC 中的场内 Jc。在这里，我们开发了一种组合辐照工艺，可将 Jc 提高到以前通过仅用一种辐照实现的值之上。我们的新方法包括依次照射 250-MeV 金离子和 4-MeV 质子。例如，在 T~27K（液态氖）和 μ0H~4T（旋转机器应用的一个感兴趣区域），我们获得了 Jc~5MA/cm2，这比单独照射产生的值高约 40%。最后，我们得出结论，这是由于引入的张开、非均匀柱状缺陷和小簇的协同钉扎效应。在这里，我们开发了一种组合辐照工艺，可将 Jc 提高到以前通过仅用一种辐照实现的值之上。我们的新方法包括依次照射 250-MeV 金离子和 4-MeV 质子。例如，在 T~27K（液态氖）和 μ0H~4T（旋转机器应用的一个感兴趣区域），我们获得了 Jc~5MA/cm2，这比单独照射产生的值高约 40%。最后，我们得出结论，这是由于引入的张开、非均匀柱状缺陷和小簇的协同钉扎效应。在这里，我们开发了一种组合辐照工艺，可将 Jc 提高到以前通过仅用一种辐照实现的值之上。我们的新方法包括依次照射 250-MeV 金离子和 4-MeV 质子。例如，在 T~27K（液态氖）和 μ0H~4T（旋转机器应用的一个感兴趣区域），我们获得了 Jc~5MA/cm2，这比单独照射产生的值高约 40%。最后，我们得出结论，这是由于引入的张开、非均匀柱状缺陷和小簇的协同钉扎效应。这比单独照射产生的值高约 40%。最后，我们得出结论，这是由于引入的张开、非均匀柱状缺陷和小簇的协同钉扎效应。这比单独照射产生的值高约 40%。最后，我们得出结论，这是由于引入的张开、非均匀柱状缺陷和小簇的协同钉扎效应。