The ability of large-grain (RE)Ba2Cu3O7−δ ((RE)BCO; RE = rare earth) bulk superconductors to trap magnetic fields is determined by their critical current. With high trapped fields, however, bulk samples are subject to a relatively large Lorentz force, and their performance is limited primarily by their tensile strength. Consequently, sample reinforcement is the key to performance improvement in these technologically important materials. In this work, we report a trapped field of 17.6 T, the largest reported to date, in a stack of two silver-doped GdBCO superconducting bulk samples, each 25 mm in diameter, fabricated by top-seeded melt growth and reinforced with shrink-fit stainless steel. This sample preparation technique has the advantage of being relatively straightforward and inexpensive to implement, and offers the prospect of easy access to portable, high magnetic fields without any requirement for a sustaining current source.

We performed high-field magnetotransport and magnetization measurements on a single crystal of the 122-phase iron pnictide Ba(Fe1−xCox)2As2. Unlike the high-temperature superconductor cuprates and 1111-phase oxypnictides, Ba(Fe1−xCox)2As2 showed practically no broadening of the resistive transitions under magnetic fields up to 45 T. We report the temperature dependencies of the upper critical field Hc2 both parallel and perpendicular to the c-axis, the irreversibility field Hirrc(T), and a rather unusual symmetric volume pinning force curve Fp(H) suggestive of a strong pinning nanostructure. The anisotropy parameter γ=Hc2ab/Hc2c deduced from the slopes of dHc2ab/dT=4.9 T/K and dHc2c/dT=2.5 T/K decreases from ∼2 near Tc, to ∼1.5 at lower temperatures, much smaller than γ for 1111pnictides and high-Tc cuprates.

We present detailed measurements of the longitudinal resistivity ${\ensuremath{\rho}}_{xx}(T,H)$ and the upper critical field ${H}_{c2}$ of ${\text{NdFeAsO}}_{0.7}{\text{F}}_{0.3}$ single crystals in strong dc and pulsed magnetic fields up to 45 and 60 T, respectively. We found that the field scale of ${H}_{c2}$ is comparable to ${H}_{c2}\ensuremath{\sim}100\text{ }\text{T}$ of high-${T}_{c}$ cuprates. ${H}_{c2}(T)$ parallel to the $c$ axis exhibits a pronounced upward curvature similar to what was extracted from earlier measurements on polycrystalline LaFeAs(O,F), NdFeAs(O,F), and SmFeAs(O,F) samples. Thus, this behavior of ${H}_{c2}^{\ensuremath{\perp}}(T)$ is indeed an intrinsic feature of oxypnictides rather than manifestation of vortex lattice melting or granularity. The orientational dependence of ${H}_{c2}(\ensuremath{\theta})$ as a function of the angle $\ensuremath{\theta}$ between $H$ and the $c$ axis shows deviations from the one-band Ginzburg-Landau scaling. The mass anisotropy parameter $\ensuremath{\gamma}(T)={({m}_{c}/{m}_{ab})}^{1/2}={H}_{c2}^{\ensuremath{\parallel}}/{H}_{c2}^{\ensuremath{\perp}}$ obtained from these measurements decreases as temperature decreases from $\ensuremath{\gamma}\ensuremath{\simeq}9.2$ at 44 K to $\ensuremath{\gamma}\ensuremath{\simeq}5$ at 34 K, where $\ensuremath{\parallel}$ and $\ensuremath{\perp}$ correspond to $H$ parallel and perpendicular to the $ab$ planes, respectively. Spin-dependent magnetoresistance and nonlinearities in the Hall coefficient suggest contribution to the conductivity from electron-electron interactions modified by disorder reminiscent of that in diluted magnetic semiconductors. The Ohmic resistivity ${\ensuremath{\rho}}_{xx}(T,H)$ measured below ${T}_{c}$ but above the irreversibility field exhibits a clear Arrhenius thermally-activated behavior $\ensuremath{\rho}={\ensuremath{\rho}}_{0}\text{ }\text{exp}[\ensuremath{-}{E}_{a}(T,H)/T]$ over 4--5 decades of ${\ensuremath{\rho}}_{xx}$. The activation energy ${E}_{a}(T,H)$ has very different field dependencies for $H\ensuremath{\parallel}ab$ and $H\ensuremath{\perp}ab$ varying from $4\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}{10}^{3}\text{ }\text{K}$ at $H=0.2\text{ }\text{T}$ to $\ensuremath{\sim}200\text{ }\text{K}$ at $H=35\text{ }\text{T}$. We discuss to what extent different pairing scenarios suggested in the literature can manifest themselves in the observed behavior of ${H}_{c2}$, using the two-band model of superconductivity in oxypnictides. The results indicate the importance of paramagnetic effects on ${H}_{c2}(T)$ in oxypnictides, which may significantly reduce ${H}_{c2}(0)$ as compared to ${H}_{c2}(0)\ensuremath{\sim}200--300\text{ }\text{T}$ based on extrapolations of ${H}_{c2}(T)$ near ${T}_{c}$ down to low temperatures.

Less than two years after the discovery of high temperature superconductivity in oxypnictide LaFeAs(O,F) several families of superconductors based on Fe layers (1111, 122, 11, 111) are available. They share several characteristics with cuprate superconductors that compromise easy applications, such as the layered structure, the small coherence length, and unconventional pairing, On the other hand the Fe-based superconductors have metallic parent compounds, and their electronic anisotropy is generally smaller and does not strongly depend on the level of doping, the supposed order parameter symmetry is s wave, thus in principle not so detrimental to current transmission across grain boundaries. From the application point of view, the main efforts are still devoted to investigate the superconducting properties, to distinguish intrinsic from extrinsic behaviours and to compare the different families in order to identify which one is the fittest for the quest for better and more practical superconductors. The 1111 family shows the highest Tc, huge but also the most anisotropic upper critical field and in-field, fan-shaped resistive transitions reminiscent of those of cuprates, while the 122 family is much less anisotropic with sharper resistive transitions as in low temperature superconductors, but with about half the Tc of the 1111 compounds. An overview of the main superconducting properties relevant to applications will be presented. Upper critical field, electronic anisotropy parameter, intragranular and intergranular critical current density will be discussed and compared, where possible, across the Fe-based superconductor families.

Here we report muon spin rotation (μSR) experiments on the temperature and field dependence of the effective magnetic penetration depth λ(T) in the η-carbide-type suboxide Ti4Ir2O, a superconductor with a considerably high upper critical field. The temperature dependence of λ(T), obtained from transverse-field (TF)-μSR measurements, is in perfect agreement with an isotropic fully gaped superconducting state. Furthermore, our ZF μSR results confirm that the time-reversal symmetry is preserved in the superconducting state. We find, however, a remarkably small ratio of Tc/λ0−2∼1.22. This value is close to most unconventional superconductors, showing that a very small superfluid density is present in the superconducting state of Ti4Ir2O. The presented results will pave the way for further theoretical and experimental investigations to obtain a microscopic understanding of the origin of such a high upper critical field in an isotropic single-gap superconducting system. Published by the American Physical Society 2024