通过各向异性非线性 Meissner 效应测定超导体能隙对称性的介电谐振器方法

我们提出了一种新的测量方法，可用于对配对对称性存在争议的超导体的能隙节点结构进行成像。该技术利用了包含待测样品的高品质因子微波谐振。在支持圆对称驻波电流模式的同时，样品受到扫描激光束的扰动，产生先前已被证明可揭示超导能隙各向异性的光响应。模拟和对无图形 Nb 薄膜光响应的测量显示出小于 8% 的各向异性，这与具有近乎各向同性能隙的超导体以及预期的系统不确定性相符。另一方面，对 YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-\delta}$ 薄膜的测量显示出清晰的四重对称图像，各向异性约为 12.5%，表明了众所周知的 $ab$ 平面内四重对称 $d_{x^2-y^2}$ 能隙节点结构。推导出的能隙节点结构可通过同时测量的低温表面阻抗数据进行进一步交叉验证。与以往的螺旋谐振器方法相比，该方法的重要优势在于不需要复杂的图形化工艺，而该工艺因图形化缺陷产生的光响应限制了对多种材料的测试。这一优势以及测量无图形样品（如平面薄膜和单晶）的能力，使得人们能够广泛探索各种非常规超导体的配对对称性。