The in-field critical current of commercial YBa2Cu3O7 coated conductors can be substantially enhanced by post-fabrication irradiation with 4 MeV protons. Irradiation to a fluence of 8 × 1016 p/cm2 induces a near doubling of the critical current in fields of 6 T || c at a temperature of 27 K, a field and temperature range of interest for applications, such as rotating machinery. A mixed pinning landscape of preexisting precipitates and twin boundaries and small, finely dispersed irradiation induced defects may account for the improved vortex pinning in high magnetic fields. Our data indicate that there is significant head-room for further enhancements.

1.
Y.
Shiohara
,
T.
Taneda
, and
M.
Yoshizumi
,
Jpn. J. Appl. Phys. Part 1
51
,
010007
(
2012
);
A. P.
Malozemoff
,
Annu. Rev. Mater. Res.
42
,
373
(
2012
).
2.
A.
Goyal
,
M. P.
Paranthaman
, and
U.
Schoop
,
MRS Bull.
29
,
552
(
2004
);
M. W.
Rupich
,
X.
Li
,
C.
Thieme
,
S.
Sathyamurthy
,
S.
Fleshler
,
D.
Tucker
,
E.
Thompson
,
J.
Schreiber
,
J.
Lynch
,
D.
Buczek
,
K.
DeMoranville
 et al,
Supercond. Sci. Technol.
23
,
014015
(
2010
);
V.
Selvamanickam
,
Y.
Chen
,
X.
Xiong
,
Y. Y.
Xie
,
M.
Martchevski
,
A.
Rar
,
Y.
Qiao
,
R. M.
Schmidt
,
A.
Knoll
,
K. P.
Lenseth
, and
C. S.
Weber
,
IEEE Trans. Appl. Supercond.
19
,
3225
(
2009
);
J.
Gutierrez
,
A.
Llordes
,
J.
Gazquez
,
M.
Gibert
,
N.
Roma
,
S.
Ricart
,
A.
Pomar
,
F.
Sandiumenge
,
N.
Mestres
,
T.
Puig
, and
X.
Obradors
,
Nature Mater.
6
,
367
(
2007
);
T. G.
Holesinger
,
L.
Civale
,
B.
Maiorov
,
D. M.
Feldmann
,
J. Y.
Coulter
,
D. J.
Miller
,
V. A.
Maroni
,
Z.
Chen
,
D. C.
Larbalestier
,
R.
Feenstra
,
X.
Li
 et al,
Adv. Mater.
20
,
391
(
2008
).
3.
V.
Selvamanickam
, in
HTS4Fusion Workshop
, Karlsruhe, Germany, 26–27 May
2011
.
4.
M.
Rupich
,
D.
Verebelyi
,
W.
Zhang
,
T.
Kodenkandath
, and
X.
Li
,
MRS Bull.
29
,
572
(
2004
);
X.
Li
,
M. W.
Rupich
,
C. L. H.
Thieme
,
M.
Teplitsky
,
S.
Sathyamurthy
,
E.
Thompson
,
E.
Siegal
,
D.
Buczek
,
J.
Schreiber
,
K.
DeMoranville
 et al,
IEEE Trans. Appl. Supercond.
19
,
3231
(
2009
).
5.
A. M.
Campbell
and
J. E.
Evetts
,
Adv. Phys.
21
,
199
(
1972
).
6.
L.
Civale
,
A. D.
Marwick
,
M. W.
McElfresh
,
T. K.
Worthington
,
A. P.
Malozemoff
,
F. H.
Holtzberg
,
J. R.
Thompson
, and
M. A.
Kirk
,
Phys. Rev. Lett.
65
,
1164
(
1990
);
[PubMed]
G. C.
Xiong
,
H. C.
Li
,
G.
Linker
, and
O.
Meyer
,
Phys. Rev B
38
,
240
(
1988
);
L. M.
Paulius
,
W. K.
Kwok
,
R. J.
Olsson
,
A. M.
Petrean
,
V.
Tobos
,
F. A.
Fendrich
,
G. W.
Crabtree
,
C. A.
Burns
, and
S.
Ferguson
,
Phys. Rev. B
61
,
R11910
(
2000
).
7.
T.
Tamegai
,
T.
Taen
,
H.
Yagyuda
,
Y.
Tsuchiya
,
S.
Mohan
,
T.
Taniguchi
,
Y.
Nakajima
,
S.
Okayasu
,
M.
Sasase
,
H.
Kitamura
 et al,
Supercond. Sci. Technol.
25
,
084008
(
2012
);
L.
Fang
,
Y.
Jia
,
J. A.
Schlueter
,
A.
Kayani
,
Z. L.
Xiao
,
H.
Claus
,
U.
Welp
,
A. E.
Koshelev
,
G. W.
Crabtree
, and
W. K.
Kwok
,
Phys. Rev. B
84
,
140504
R
(
2011
);
A. A.
Gapud
,
J. R.
Liu
,
J. Z.
Wu
,
W. N.
Kang
,
B. W.
Kang
,
S. H.
Yun
, and
W. K.
Chu
,
Phys. Rev. B
56
,
862
(
1997
).
8.
G. A.
Greene
,
R. C.
Gupta
,
W. B.
Sampson
, and
C. L.
Snead
, Jr.
,
IEEE Trans. Appl. Supercond.
19
,
3164
(
2009
).
M. A.
Kirk
and
Y.
Yan
,
Micron
30
,
507
(
1999
).
10.
H.
Matsui
,
H.
Ogiso
,
H.
Yamasaki
,
T.
Kumagai
,
M.
Sohma
,
I.
Yamaguchi
, and
T.
Manabe
,
Appl. Phys. Lett.
101
,
232601
(
2012
).
11.
A.
Xu
,
J. J.
Jaroszynski
,
F.
Kametani
,
Z.
Chen
,
D. C.
Larbalestier
,
Y. L.
Viouchkov
,
Y.
Chen
,
Y.
Xie
, and
V.
Selvamanickam
,
Supercond. Sci. Technol.
23
,
014003
(
2010
).
12.
M.
Miura
,
B.
Maiorov
,
S. A.
Baily
,
N.
Haberkorn
,
J. O.
Willis
,
K.
Marken
,
T.
Izumi
,
Y.
Shiohara
, and
L.
Civale
,
Phys. Rev. B
83
,
184519
(
2011
).
13.
O.
Polat
,
J. W.
Sinclair
,
Y. L.
Zuev
,
J. R.
Thompson
,
D. K.
Christen
,
S. W.
Cook
,
D.
Kumar
,
Y.
Chen
, and
V.
Selvamanickam
,
Phys. Rev. B
84
,
024519
(
2011
).
14.
V.
Selvamanickam
,
Y.
Chen
,
T.
Shi
,
Y.
Liu
,
N. D.
Khatri
,
J.
Liu
,
Y.
Yao
,
X.
Xiong
,
C.
Lei
,
S.
Soloveichik
,
E.
Galstyan
, and
G.
Majkic
,
Supercond. Sci. Technol.
26
,
035006
(
2013
).
15.
L.
Civale
,
T. K.
Worthington
,
L.
Krusin-Elbaum
,
A. D.
Marwick
,
F. H.
Holtzberg
,
J. R.
Thompson
,
M. A.
Kirk
, and
R.
Wheeler
,
JOM
44
,
60
(
1992
).
16.
B.
Maiorov
,
S. A.
Baily
,
H.
Zhou
,
O.
Ugurlu
,
J. A.
Kennison
,
P. C.
Dowden
,
T. G.
Holesinger
,
S. R.
Foltyn
, and
L.
Civale
,
Nature Mater.
8
,
398
(
2009
).
17.
A.
Goyal
,
S.
Kang
,
K. J.
Leonard
,
P. M.
Martin
,
A. A.
Gapud
,
M.
Varela
,
M.
Paranthaman
,
A. O.
Ijaduola
,
E. D.
Specht
,
J. R.
Thompson
,
D. K.
Christen
,
S. J.
Pennycook
, and
F. A.
List
,
Supercond. Sci. Technol.
18
,
1533
(
2005
).
18.
V.
Ortalan
,
M.
Herrera
,
M. W.
Rupich
, and
N. D.
Browning
,
Physica C
469
,
2052
(
2009
).
19.
J.
Hua
,
U.
Welp
,
J.
Schlueter
,
A.
Kayani
,
Z. L.
Xiao
,
G. W.
Crabtree
, and
W. K.
Kwok
,
Phys. Rev. B
82
,
024505
(
2010
).
20.
H.
Yamasaki
,
K.
Ohki
,
H.
Yamada
,
Y.
Nakagawa
, and
Y.
Mawatari
,
Supercond. Sci. Technol.
21
,
125011
(
2008
).
21.
D. M.
Feldmann
,
T. G.
Holesinger
,
B.
Maiorov
,
H.
Zhou
,
S. R.
Foltyn
,
J. Y.
Coulter
, and
I.
Apodoca
,
Supercond. Sci. Technol.
23
,
115016
(
2010
).
22.
A.
Llordés
,
A.
Palau
,
J.
Gázquez
,
M.
Coll
,
R.
Vlad
,
A.
Pomar
,
J.
Arbiol
,
R.
Guzmán
,
S.
Ye
,
V.
Rouco
,
F.
Sandiumenge
,
S.
Ricart
,
T.
Puig
,
M.
Varela
,
D.
Chateigner
,
J.
Vanacken
,
J.
Gutiérrez
,
V.
Moshchalkov
,
G.
Deutscher
,
C.
Magen
, and
X.
Obradors
,
Nature Mater.
11
,
329
(
2012
).
23.
Yu.
N.
Ovchinikov
and
B. I.
Ivlev
,
Phys. Rev. B
43
,
8024
(
1991
);
C. J.
van der Beek
 et al,
Phys. Rev. B
66
,
024523
(
2002
);
A. E.
Koshelev
and
A. B.
Kolton
,
Phys. Rev. B
84
,
104528
(
2011
).
24.
See supplementary material at http://dx.doi.org/10.1063/1.4821440www.oscon-scidac.org for a description of large-scale simulations of vortex behavior in various pinning landscapes.
25.
A. P.
Malozemoff
and
M. P. A.
Fisher
,
Phys. Rev. B
42
,
6784
(
1990
).
26.
J. R.
Thompson
,
L.
Krusin-Elbaum
,
L.
Civale
,
G.
Blatter
, and
C.
Field
,
Phys. Rev. Lett.
78
,
3181
(
1997
).
27.
N.
Haberkorn
,
M.
Miura
,
J.
Baca
,
B.
Maiorov
,
I.
Usov
,
P.
Dowden
,
S. R.
Foltyn
,
T. G.
Holesinger
,
J. O.
Willis
,
K. R.
Marken
 et al,
Phys. Rev. B
85
,
174504
(
2012
).
28.
G.
Blatter
 et al,
Rev. Mod. Phys.
66
,
1125
(
1994
).
29.
H.
Yamasaki
and
Y.
Mawatari
,
IEEE Trans. Appl. Supercond.
9
,
2651
(
1999
);
J. R.
Thompson
,
O.
Polat
,
D. K.
Christen
,
D.
Kumar
,
P. M.
Martin
, and
J. W.
Sinclair
,
Appl. Phys. Lett.
93
,
042506
(
2008
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.