Ultrafast transient liquid assisted growth of high current density superconducting films
Soler Bru, Laia (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Jareño, J. (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Banchewski, Juri (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Rasi, Silvia (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Chamorro, Natalia (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Química)
Guzmán Aluja, Roger (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Yáñez López, Ramón (Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Química)
Mocuta, C. (Synchrotron SOLEIL)
Ricart, S. (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Farjas, Jordi (Universitat de Girona)
Roura-Grabulosa, P. (Universitat de Girona)
Obradors, Xavier (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Puig i Molina, Mª Teresa (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)

Date:	2020
Abstract:	The achievement of high growth rates in YBaCuO 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. High throughput manufacturing of long length coated conductors requires fast epitaxial growth of high-temperature superconducting films. Here, Soler et al. report an ultrafast growth rates and high critical current densities of YBaCuO films using a transient liquid-assisted growth method.
Grants:	Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2017/SGR-1519 Ministerio de Economía y Competitividad SEV-2015-0496 Agencia Estatal de Investigación RTI2018-095853-B-C22 Agencia Estatal de Investigación RTI2018-095853-B-C21 Ministerio de Economía y Competitividad MAT2014-51778-C2-2-R Ministerio de Economía y Competitividad MAT2014-51778-C2-1-R
Rights:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, fins i tot amb finalitats comercials, sempre i quan es reconegui l'autoria de l'obra original.
Language:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Subject:	Superconductors ; Electronic properties and materials ; Superconducting properties and materials
Published in:	Nature communications, Vol. 11 (January 2020) , art. 344, ISSN 2041-1723

DOI: 10.1038/s41467-019-13791-1
PMID: 31953396

8 p, 2.5 MB

The record appears in these collections:
Articles > Research articles
Articles > Published articles