Автореферат (1149511)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТНа правах рукописиЧжо Зо ЛинИССЛЕДОВАНИЕ МНОГОСЛОЙНЫХ МАГНИТНЫХ НАНОСТРУКТУР НАОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА И КОБАЛЬТА МЕТОДОМ НЕЙТРОННОЙ РЕФЛЕКТОМЕТРИИ01.04.07 – физика конденсированного состоянияАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степени кандидатафизико-математических наукСанкт-Петербург 2016Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университете.Научный руководитель:Владислав Генрихович Сыромятниковкандидат физико-математических наук, Старшийнаучный сотрудник, ФГБУ Петербургский институтядерной физики (НИЦ, КИ) (г. Гатчина)Официальные оппоненты:Александр Алексеевич Набережновдоктор физико-математических наук, доцент, старшийнаучный сотрудник, Лаборатория нейтронных исследований, Физико-Технический Институт им.

А.Ф. ИоффеРАН (г. Санкт-Петербург)Евгений Алексеевич Кравцовкандидатфизико-математическихнаук,старшийнаучный сотрудник, ФГБУ «Институт физики металловим. М.Н. Михеева» Уральского отделения РАН (г.Екатеринбург)Ведущая организация:Защита диссертации состоитсяЛаборатория нейтронной физики им. И.М. Франка,Объединенный Институт Ядерных Исследований (г.Дубна, Московская область)«__» _______ 2016 г. в _____ на заседаниидиссертационного совета Д 212.232.33 по защите докторских и кандидатских диссертацийпри Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 198504, СанктПетербург, ул.

Ульяновская, д. 1, физический факультет СПбГУ, малый конференц-зал.С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке им. М. Горького СПбГУ и насайте Санкт-Петербургского государственного университета spbu.ru.Автореферат диссертации разослан «__» _______ 2016 г.Ученый секретарьДиссертационного совета Д 212.232.33к. ф.-м.

н., доцентПоляничко А.М.3Общая характеристика работыАктуальность работыРастущий интерес к поверхности, слоистым и к многослойным наноструктурам впоследние годы привел к значительному росту числа экспериментов с использованиемтакогонеразрушающегометодаисследованиякакнейтроннаярефлектометрия.Поляризационная нейтронная рефлектометрия играет уникальную роль не только приисследовании межфазовых границ, но и при исследовании слоистых и многослойныхнаноструктур,которыенаходятвсебольшееприменениевэлектроннойпромышленности, при решении чисто научных задач, в частности, при созданииуникального научного оборудования. Рефлектометрия поляризованных нейтроновоказалась незаменимой при исследовании магнетизма приповерхностных областей,магнетизма слоистых многослойных наноструктур – из-за высокой чувствительности, какк величине, так и к направлению намагниченности слоев.Одно из этих преимуществ состоит в том, что длина ядерного когерентногорассеяния нейтронов не зависит от порядкового номера элемента, и она даже отличаетсядля изотопов одного и того же элемента.

Это значит, что оптический контраст (илиразность нейтронно-оптических потенциалов) между слоями из этих материалов, откоторого зависит коэффициент отражения, будет заметным. Это позволяет проводитьисследования с использованием большего количества материалов, используемых присоздании ИМТС (Искусственных Многослойных Тонкопленочных Структур) посравнению с рентгеновской рефлектометрией, где величина контраста зависит отразности порядковых номеров элементов.

В этом случае для получения заметногокоэффициента отражения предпочтительно использовать только ИМТС, состоящие из«легких» и «тяжелых» элементов. Другим преимуществом является наличие у нейтронаспина, что, приводит к зависимости показателя преломления пленки от ее магнитнойиндукции и от ориентации этого вектора относительно спина нейтрона, падающего наобразец. Таким образом, тема данной работы является актуальной и практическизначимой.4ЦельЦель диссертационной работы заключалась в систематическом изучении процессаотражения нейтронов от многослойных периодических магнитных наноструктур наоснове железа и кобальта методом нейтронной рефлектометрии.В качестве объектов изучения использовались:Многослойная периодическая магнитная Fe/Co наноструктура из 20 пар слоев.Модельные многослойные периодические наноструктуры Fe/Nb, Fe/Ge, Fe/Zr,Fe/Ta, Fe/Mo, Co/Ti, Ni/Ti, Fe/Si.Модельная мультиструктура на основе железа и кобальта.В соответствии с целью исследования были поставлены следующие основныезадачи:Изучить процесс отражения нейтронного пучка от многослойнойпериодической магнитной Fe/Co наноструктуры.

Провести исследованиеповедения Брэгговских максимумов первого порядка для обеих спиновыхкомпонент нейтронного пучка в зависимости от внешнего магнитногополя.Провести моделирование процесса отражения нейтронного пучка отмногослойных периодических магнитных наноструктур: Fe/Nb, Fe/Ge,Fe/Zr, Fe/Ta, Fe/Mo, Co/Ti, Ni/Ti, Fe/Si с малым периодом структуры.Исследовать Брэгговские максимумы первого порядка для (+) и (-)спиновых компонент нейтронного пучка.Провести расчеты коэффициентов отражения от мультимонохроматорабиполяризатора на основе Fe/Co.Провести калибровочные измерения движений перемещений и поворотовюстировочных столов образца, анализатора и детектора нейтронногорефлектометра НР-4М в рамках его модернизации.5Научная новизнаРабота содержит новые экспериментальные результаты и сформулированныенаучные заключения. Ниже перечислены наиболее важные из них.

В работе впервые:экспериментально исследована многослойная периодическая магнитная Fe/Coнаноструктура методом нейтронной рефлектометрии. Были измерены коэффициентыотражения нейтронного пучка R+ и R- от наноструктуры при разных магнитныхполях в зависимости от переданного импульса.

Так же это подтверждено расчетом.предложена новая схема полного нейтронного поляризационного анализа дляисследования неупругого рассеяния нейтронов по времени пролета, где в качествемонохроматора-поляризатораианализатораиспользуетсяисследуемаямногослойная периодическая магнитная Fe/Co наноструктура.рассчитаныкоэффициентыотраженияотмногослойныхпериодическихнаноструктур Fe/Nb, Fe/Ge, Fe/Zr, Fe/Ta, Fe/Mo, Co/Ti, Ni/Ti, Fe/Siс малымпериодом структуры.в зависимости от переданного импульса.исследованыкоэффициентыотраженияотмногослойныхпериодическихнаноструктур: Fe/Nb, Fe/Ge, Co/Ti, Fe/Zr, Fe/Ta, Fe/Mo и Fe/Si с целью возможногоих использования в качестве улучшенных монохроматоров-поляризаторов внейтронной рефлектометрии и в установках для исследования малоугловогорассеяния поляризованных нейтронов.Научная и практическая значимость.Все представленные экспериментальные и расчетные результаты в диссертацииявляются новыми.

Следует отметить следующие полученные научно значимыерезультаты:1) Экспериментальныерезультатыисследованиямногослойнойпериодическоймагнитной Fe/Co наноструктуры методом нейтронной рефлектометрии.2) Предложение новой схемы полного нейтронного поляризационного анализа сприменением многослойной периодической магнитной Fe/Co наноструктуры3) Расчетные результаты исследования коэффициентов отражения от периодическихмногослойных наноструктур Fe/Nb, Fe/Ge, Fe/Zr, Fe/Ta, Fe/Mo, Co/Ti, Ni/Ti, Fe/Si смалым периодом структуры.Практическая значимость диссертации заключается в том, что полученные внастоящей работе результаты способствуют улучшению параметров многослойных6нейтронных монохроматоров и монохроматоров-поляризаторов, которые необходимы длянейтронно-физических установок для исследования конденсированных сред.Практически значимы также результаты, проведенной калибровки юстировочныхстоликов в рамках модернизации нейтронного рефлектометра НР-4М на реакторе ВВР-М(ПИЯФ, НИЦ КИ).Все полученные результаты в рамках диссертационной работы могут бытьиспользованы в качестве частей лекционных курсов или практических работ.

В частности,поисследованиюмногослойныхмагнитныхнаноструктурметодомнейтроннойрефлектометрии.Основные положения, выносимые на защиту:1. Впервые проведено экспериментальное исследование многослойной периодическоймагнитной Fe/Co наноструктуры из 20 пар слоев чередующихся двух магнитных слоевжелеза и кобальта. Нами были экспериментально измерены коэффициенты отражения отданной структуры для нескольких величин магнитного поля, приложенного к образцу нанейтронном рефлектометре НР-4М (реактор ВВР-М, ПИЯФ НИЦ КИ, г.

Гатчина).Измерения были подтверждены расчетами. Экспериментальные результаты первогоэксперимента показывают, что на отраженной кривой коэффициента отражения имеютсяБрэгговские пики первого порядка для (+) и (-) спиновых компонент нейтронного пучка,причем их величины почти одинаковы и незначительно изменяются в зависимости отмагнитного поля.2. На основе результатов исследования многослойной периодической магнитной Fe/Coнаноструктуры была предложена новая схема полного нейтронного поляризационногоанализа с использованием биполярного монохроматора-поляризатора. Проведен расчеткоэффициентаотражениябиполярногомультимонохроматора-поляризатораотпереданного импульса в широком его диапазоне для обеих спиновых компонент пучка.3.

Впервые получены коэффициенты отражения нейтронного пучка от многослойныхпериодических наноструктур Fe/Nb, Fe/Ge, Fe/Zr, Fe/Ta, Fe/Mo, Co/Ti, Ni/Ti, Fe/Si из 245пар слоев с малым периодом структуры в зависимости от переданного импульса для (+) и(-)спиновыхиспользованыкомпонентвнейтронногоразработкемонохроматоров-поляризаторов,пучка.Данныемногослойныхполяризаторовирезультатымогутбытьнейтронныхмонохроматоров,анализаторовсулучшеннымипараметрами, которые требуются для нейтронно-физических установок, создаваемых длястроящегося высокопоточного реактора ПИК (ПИЯФ НИЦ КИ).74.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации