Un materiale superconduttivo è uno che, al di sotto di una certa temperatura molto bassa, non ha alcuna resistenza elettrica. Un filo superconduttore, quindi, è una lunghezza di filo realizzata con materiali superconduttori. Sebbene la maggior parte dei fili sia realizzata con metalli flessibili, alcuni dei migliori materiali per i superconduttori sono fragili, quindi devono essere confezionati sotto forma di polvere in un tubo per poter essere utilizzati. Il filo superconduttore è utile perché consente una densità di corrente maggiore rispetto ai fili tradizionali. Proprio come altri superconduttori, tuttavia, il filo superconduttore richiede temperature molto basse per funzionare e il processo di refrigerazione può essere piuttosto costoso.
L’elevata densità di corrente è una delle considerazioni principali nella progettazione di circuiti ed è molto importante nella progettazione di piccoli chip integrati per dispositivi elettronici portatili. La densità di corrente può essere semplicemente descritta come la densità della carica elettrica che scorre attraverso un materiale conduttore. La maggior parte dei tipi di conduttori, a causa della resistenza elettrica, rilasciano una grande quantità di calore a densità di corrente particolarmente elevate. Il filo superconduttore, d’altra parte, non ha resistenza elettrica, quindi il rilascio di calore in eccesso non è un problema. Il filo superconduttore può, tuttavia, generare livelli di densità di corrente così elevati da generare un campo magnetico che può avere un effetto deleterio sulla superconduttività.
Una delle principali sfide per implementare con successo i fili superconduttori è la necessità di temperature estremamente basse. I materiali superconduttori perdono la loro superconduttività e iniziano ad avere una resistenza elettrica al di sopra di una certa temperatura di soglia, quindi è essenziale che i materiali vengano mantenuti al di sotto di tale temperatura. Molti tipi di filo superconduttore devono essere mantenuti a temperature ben al di sotto di 30 Kelvin (-406°F), richiedendo l’uso di elio liquido o azoto liquido. Alcuni tipi di superconduttori, in un fenomeno noto come “superconduttività ad alta temperatura”, possono funzionare a temperature fino a 125 Kelvin (-235 ° F). Il raffreddamento di tali materiali superconduttori, sebbene non sia ancora un compito semplice, è meno costoso della gestione delle temperature estremamente basse necessarie ad altri.
Sfortunatamente, è abbastanza difficile trasformare molte forme di superconduttori, in particolare i superconduttori ad alta temperatura, in fili superconduttori. Molti materiali superconduttori ad alta temperatura sono piuttosto fragili, quindi non è plausibile svilupparli in tipici fili flessibili. Spesso è necessario riempire un tubo con una forma in polvere del materiale superconduttore. In molti casi, la polvere è racchiusa in una qualche forma di metallo, riscaldata e compressa in un filo largo e piatto. Tale filo superconduttore manca della flessibilità del filo tradizionale, ma può essere comunque molto utile.