Автореферат (1149511), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Были проведены калибровочные измерения движений перемещений и поворотовюстировочных столиков образца, анализатора и детектора нейтронного рефлектометраНР-4М в рамках его модернизации.Апробация работыРезультаты и положения работы докладывались и обсуждались на следующихконференциях: Школа по физике поляризованных нейтронов (ФПН – 2013, г. СанктПетербург, 2013). XLVIII Школа ПИЯФ по физике конденсированного состояния (ФКС –2014, г. Зеленогорск, 2014). Совещание и Молодежная конференция по использованиюрассеяния нейтронов и синхротронного излучения в конденсированных средах (РНСИКС–2014, г. Санкт-Петербург, 2014). XIX международная конференция молодых ученыхи специалистов (ОМУС-2015, ОИЯИ, г. Дубна, 2015).
XLIX Школа ПИЯФ по физикеконденсированного состояния (ФКС – 2015, г. Зеленогорск, 2015). International Conference“Condensed Mattered Research at IBR-2” (JINR, Dubna, Russia, 2015). Международнаямолодежная конференция ФизикА.СПб – 2015 (ФТИ, г. Санкт-Петербург, 2015).International Conference on Polarised Neutrons for Condensed Matter Investigations PNCMI2016 (Мюнхен, Германия, 2016), Американская конференция по нейтронному рассеянию(Лос-Анджелес,США, 2016).ПубликацииМатериалы диссертационной работы были опубликованы в 8 печатных работах, изних 2 статьи в ведущих рецензируемых научных журналах из списка ВАК ииндексируемых в базе данных SCOPUS.Личный вклад автораВсе экспериментальные и расчетные результаты, представленные в работе былиполучены соискателем в соавторстве при его непосредственном участии.Структура и объем диссертационной работыДиссертация состоит из введения, трех глав и заключения.
Работа изложена на 124страницах, включая 9 таблиц и 57 рисунков. Список цитированной литературы содержит51 ссылку.8Содержание работыВо введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулированацель и аргументирована научная новизна исследований, показана практическаязначимость полученных результатов, представлены основные, выносимые на защитунаучные положения.В первой главе для нескольких многослойных нейтронно-оптических устройств наоснове железа и кобальта рассмотрена и показана эффективность использованиямагнитных многослойных периодических наноструктур (нейтронных многослойныхмонохроматоров-поляризаторов) для поляризации и монохроматизации пучков тепловыхихолодныхнейтроновНа[1].монохроматора-поляризаторавпримерережимеиспользованиядвукратногоCo/Tiотражениямногослойноговнейтронномрефлектометре НР-4М (ПИЯФ НИЦ КИ) показана эффективность и перспективностьиспользования многослойных монохроматоров-поляризаторов в установках нейтроннойрефлектометрии и малоуглового рассеяния поляризованных нейтронов.В данной главе также рассматривается эффективность использования магнитныхмногослойных апериодических наноструктур (нейтронных поляризующих суперзеркал)для поляризации пучков тепловых и холодных нейтронов, имеющих широкоеспектральное распределение.Вовторойглавеизложеныпринципыпроведениянейтронныхрефлектометрических экспериментов для исследования многослойных периодическихмагнитных наноструктур.
В главе подробно написано о поляризационной нейтроннойрефлектометрии. Так же изложены методы измерения коэффициента отражениянейтронного пучка, такие как, время-пролетная методика и метод с фиксированнойдлиной волны, соответственно. В качестве примера кратко описываются некоторыерефлектометры с различными методами проведения экспериментов. Кроме того,подробно написано о нейтронном рефлектометре НР-4М, где применяются времяпролетный метод и метод с фиксированной длиной волны нейтронного пучка. Всеэксперименты были проведены на нейтронном рефлектометре НР-4М.В третьей главе представлены экспериментальные и расчетные результатыисследований магнитной многослойной периодической Fe/Co наноструктуры методомнейтронной рефлектометрии, новая схема полного нейтронного поляризационного9анализа с применением многослойной периодической магнитной Fe/Co наноструктуры,расчетные результаты исследования коэффициентов отражения от многослойныхпериодических наноструктур: Fe/Nb, Fe/Ge, Fe/Zr, Fe/Ta, Fe/Mo, Co/Ti, Ni/Ti, Fe/Si [2],исследования коэффициентов отражения от мультимонохроматора на основе Fe/Co,калибровки юстировочных столиков в рамках модернизации нейтронного рефлектометраНР-4М на реакторе ВВР-М (ПИЯФ, НИЦ КИ).Вразделе3.1подробнеедаетсяописаниеисследованиймногослойнойпериодической магнитной Fe/Co наноструктуре.
В отличие от нейтронных многослойныхмонохроматоров-поляризаторов, обсуждаемых в первой главе, исследуемая намимногослойная периодическая магнитная Fe/Co наноструктура состоит только измагнитных слоев - 20 пар чередующихся магнитных слоев железа и кобальта.Периодическая структура была приготовлена в ПИЯФ методом магнетронногонапыления на стеклянной подложке. На Рис. 1 показана схема многослойнойпериодической магнитной Fe/Co наноструктуры и параметры ее слоев.θFeCoFeCoСтеклоПараметры FeCod (Å)9583ρ (1022см-3)8.58.97bc (10-12см)0.945 0.249pm (10-12см)0.60.47Рис. 1. Схема многослойной периодической магнитной Fe/Co наноструктуры и ее параметры.Многослойная периодическая магнитная Fe/Co наноструктура обладает большойразностью, как ядерного потенциала, так и магнитного потенциала между слоями.Распределение нейтронно-оптических потенциалов этой наноструктуры в направленииперпендикулярном ее поверхности для (+) спиновой компоненты нейтронного пучка Vи для (-) спиновой компоненты нейтронного пучка Vсхематично показано на Рис.
2. Изсхемы видно, что разность потенциалов между слоями структуры для (+) спиновой10компоненты нейтронного пучка V ~ f (разность плотностей длин когерентногорассеяния нейтронов) и для (-) спиновой компоненты V ~ f почти одинакова.dFeНейтронная волнаПодложкаV+CoVFe+Cпин вверхVCo+0VVподложкиZ-VподложкиVFe-0Спин внизVCo-ZРис.
2. Схема распределения нейтронно-оптических потенциалов многослойной периодическоймагнитной Fe/Co наноструктуры в направлении перпендикулярном ее поверхности для обеихориентаций спина нейтрона.Для исследования многослойной периодической магнитной Fe/Co наноструктурыприменялся метод нейтронной рефлектометрии [3] с время-пролетной методикой.Эксперимент был проведен на нейтронном рефлектометре НР-4М (реактор ВВР-М, ПИЯФНИЦ КИ) [4]. На Рис. 3.
представлены экспериментальные и расчетные коэффициентыотражения в зависимости от переданного импульса для магнитных полей H: 30 Э (а),102.5 Э (б), 472 Э (в).11Рис. 3. Экспериментальные и расчетные коэффициенты отражения в зависимости от переданногоимпульса для магнитных полей H: 30 Э (а), 102.5 Э (б), 472 Э (в).Расчетныекривыекоэффициентаотражениябылиполученыспомощьюпрограммного пакета “Motofit”. Для расчетных кривых на Рис.
3 были использованыследующие величины магнитной индукции: при магнитном поле H = 30 Э B Bmax / 6 ,при H = 102,5 Э B 0 , при H = 472 Э B Bmax / 2 .ИзпараметровБрэгговскихмаксимумов первого порядка для обеих спиновых компонент нейтронного пучка длямагнитных полей 30, 102.5 и 472 Э следует, что коэффициенты отражения Брэгговскихмаксимумов первого порядка для магнитных полей 30, 102.5, 472 Э меняются очень слабо.Из Рис.
3 также следует, что с увеличением магнитного поля для (+) спиновой12компоненты пучка координаты Брэгговских максимумов QB и величины граничныхпереданных импульсов Qгр возрастают, а для (-) спиновой компоненты пучка координатыБрэгговских максимумов QB и величины граничных переданных импульсов Qгр ,напротив убывают. При магнитном поле 102.5 Э координаты Брэгговских максимумовпервого порядка QB1 и QB1 практически совпадают и равны 0.033 Å-1.Вразделе3.2предложенавозможнаясхемановоговариантаполногополяризационного анализа с применением многослойной периодической магнитной Fe/Coнаноструктуры.
По новой схеме полного поляризационного анализа (Рис.4) одновременноиспользуют нейтронные пучки с обеими спиновыми компонентами, что позволяетускорить время измерения.Поляризатор Fe/CoАнализатор Fe/CoSFДетекторОбразецРис. 4. Схема нового варианта нейтронного полного поляризационного анализа.В разделе 3.3 рассмотрены расчетные коэффициенты отражения от несколькихпериодических магнитных наноструктур: Fe/Nb, Fe/Ge, Fe/Zr, Fe/Ta, Fe/Mo, Co/Ti, Ni/Ti,Fe/Si с целью использования их в качестве улучшенного нейтронного монохроматораполяризатора в нейтронной рефлектометрии и в установках для исследованиямалоуглового рассеяния поляризованных нейтронов.
На Рис. 4 представлены расчетныекривые коэффициента отражения нейтронного пучка от вышеуказанных наноструктур смалым периодом структуры d = 50 Å в зависимости от переданного импульса вблизи пикаБрэгговского отражения 1-го порядка для обеих спиновых компонент пучка [2].13Рис. 5. Расчетные кривые коэффициента отражения нейтронного пучка от наноструктур Fe/Nb (а),Fe/Ge (б), Co/Ti (в), Ni/Ti (г), Fe/Zr (д), Fe/Ta (е), Fe/Mo (ж), Fe/Si (з) с малым периодом структурыd = 50 Å в зависимости от переданного импульса вблизи пика Брэгговского отражения 1-гопорядка для обеих спиновых компонент пучка.Длявсехэтихструктурпредставленыипроанализированырасчетныекоэффициенты отражения для (+) и (-) спиновых компонент нейтронного пучка ипараметры Брэгговского пика первого порядка. В качестве улучшенного нейтронногомонохроматора-поляризатора,исходяизрасчетныхпараметров,подходятвсерассмотренные структуры.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
