Stiffnessometer：一种无磁场超导刚度测量仪及其应用

我们详细描述了一种新方法，可在同一装置中测量超导刚度 $\rho_{s}$、临界电流密度 $j_c$ 和相干长度 $\xi$，而无需将样品置于磁场或连接引线。该方法基于伦敦方程 $\mathbf{j}=-\rho_{s}\mathbf{A}$，其中 ${\bf j}$ 为电流密度，${\bf A}$ 为矢量势。利用无转子的自由 $\bf{A}$ 以及通过超导环磁矩对 $\bf{j}$ 的测量，我们确定 $\rho_{s}$。通过增大 $\mathbf{A}$ 直至伦敦方程失效，我们确定 $j_c$ 和 $\xi$。该方法对极小的刚度敏感，对应于穿透深度 $\lambda \lesssim 1$ mm。它也对低临界电流密度 $j_c \sim 10^3$ Amm$^{-2}$ 或长相干长度 $\xi \sim 1$ $\mu$m 敏感。自然地，该方法不受退磁因子复杂性、涡旋存在或非平衡条件的影响。因此，可以确定不同参数的绝对值。我们展示了该方法在 $x=0.17$ 的 La$_{2-x}$Sr$_{x}$CuO$_{4}$ 上的应用。