New Zealand · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

超导二极管可实现单向无损电流传输，在整流、测温及逻辑电路等方面具有广泛应用前景。然而，现有报道的超导二极管正向电流承载能力均未超过1 A，难以满足超导电力应用需求。本文报道了一种基于高温超导涂层导体的高-Tc超导二极管，通过永磁体诱导临界电流在正反向输运时的不对称性。永磁体阵列模拟导体在临界电流下的自磁场，与输运电流的自磁场依方向产生相长或相消干涉，形成非对称的内禀磁场分布，从而导致临界电流密度的方向性抑制，实现二极管效应。实验展示了高达数十安培的单向临界电流调控能力，为大电流超导电力器件提供了...

解读: 该高温超导二极管技术对阳光电源储能系统和功率变换产品具有前瞻性参考价值。其单向无损电流传输特性可启发ST系列储能变流器的整流拓扑优化，通过磁场调控实现临界电流不对称性的思路，可借鉴于SiC/GaN功率器件的散热与磁场管理设计。数十安培级电流承载能力虽与工业级kA需求仍有差距，但其永磁体阵列诱导的自磁...

Feng Li · Taichi Sato · Masamitsu Tanaka · Akira Fujimaki · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

本文基于常规Nb薄膜技术，通过集成本征超导相电池与非对称直流超导量子干涉器件，实现了一种无需外加磁场或栅压的实用型无外场超导二极管。该设计利用片上相位偏置打破时间反演对称性，产生非互易超电流，关键参数由Nb薄膜能隙电压（约2.8 mV）及未分流Josephson结的子隙电阻决定。在4.2 K下，正向超电流达168 μA，二极管效率高达40%，综合性能优于此前同类器件。实验还制备并表征了超导全波整流电路，验证了其实际应用潜力。

解读: 该超导二极管技术展示了无源整流的新物理机制，但目前需4.2K低温运行，与阳光电源常温功率电子产品存在温度鸿沟。其非互易超电流原理可为ST储能变流器和SG逆变器的SiC二极管设计提供理论启发：通过材料微观结构的非对称性优化器件单向导电特性。该研究的相位偏置概念对功率模块中的寄生参数控制有借鉴意义，但超...