Amit Goyal et Sung-Hun Wee, du Oak Ridge National Laboratory (ORNL), Tennessee, avaient fait les gros titres dans le monde de la supraconductivité quand ils ont incorporé de points quantiques dans des fils supraconducteurs en 2006. Maintenant ils proposent un segment de fil supraconducteur haute température (High Temperature Superconductor, HTS) avec un courant critique de 50% plus important que les valeurs records précédentes, à 65 Kelvins, et sous un champ magnétique de 3 Tesla. De telles améliorations dans ces propriétés ont été obtenues pour un film de 4micro-m d'épaisseur dans lequel les défauts de structure sont des points quantiques.
Les défauts ou imperfections (chimiques ou structurelles) dans un supraconducteur permettent d'immobiliser les lignes de flux magnétique. Le mouvement des lignes de flux a pour effet d'augmenter les dissipations et de limiter la valeur du courant critique, limitant ainsi la qualité du supraconducteur. Les films fabriqués par les chercheurs du ORNL sont des films de YBCO (YBa2Cu3O7-d) de 4micro-m d'épaisseur. Ces films contiennent, pour 1% du volume total, des colonnes de points quantiques auto assemblés de BaZrO3 (BZO) orientés [001] : de sont ces colonnes qui permettent de fixer les lignes de flux. Le film a été fabriqué par dépôt Laser pulsé à taux élevé (40nm/min), dont la cible est un mélange de poudre de YBCO commercial et de nano poudre de BZO. Le facteur clé dans la fabrication des films supraconducteur est le taux de dépôt élevé, qui permet d'obtenir une incorporation du BZO plus homogène par rapport aux travaux effectués précédemment par l'équipe. Les colonnes de BZO, qui constituent les défauts de structure du supraconducteur, ont des largeurs de 5 à 10 nm. Les résultats obtenus montrent une immobilisation des flux magnétiques dans toutes les directions du champ magnétique, ce qui a permis d'obtenir ces résultats records à 65K, 3T : un courant critique minimum de 353 A/cm, qui correspond à une densité de courant critique de 65.4 kA/cm2.
Amit Goyal et Sung-Hun Wee pensent mettre sur le marché leur procédé, et ont révélé qu'ils travaillent en étroite collaboration avec l'industrie Américaine des supraconducteurs pour améliorer les caractéristiques standards des câbles supraconducteurs disponibles.
