Диссертация (1149512), страница 17

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

Текст из файла (страница 17)

При измерении коэффициента отраженияиспользовалась время-пролетная методика в диапазоне длин волн нейтронов   0.9  5 Å.Исследуемая структура помещалась в зазор электромагнита с напряженностью поля 470 Э,что достаточно для намагничивания до насыщения слоев железа в наноструктуре. Векторнапряженности поля был вертикален и находился в плоскости структуры.

На Рис.526представлены первые экспериментальные кривые коэффициента отражения нейтронногопучка от периодической многослойной магнитной наноструктуры Fe/Nb в зависимости отпереданного импульса для обеих спиновых компонент пучка.107+R ,R-010-110-210-310-4100.020.040.060.080.100.120.14-1Qz , AРис. 52. Экспериментальные кривые коэффициента отражения нейтронного пучка от многослойнойпериодической магнитной наноструктуры Fe/Nb в зависимости от переданного импульса для (+) и (-)спиновых компонент пучка[50].На Рис.526 на кривой R+(Qz) при Qz = 0.12 А-1 виден брэгговский пик 1-го порядка скоэффициентом отражения R+ ~ 0.02. Период полученной структуры очень близок красчетному, следовательно, толщины слоев близки к 25 Å, но коэффициент отражения взначительной степени подавлен, что позволяет сделать вывод о том, что качествополученной структуры невысокое, т.е.

межслойные границы структуры далеки отсовершенства, их шероховатость высока (18 ± 2) Å, т. к. от нее сильно зависит коэффициентотражения. На кривой R-(Qz) брэгговский пик отсутствует, что связано также снесовершенством структуры. Таким образом, при отражении нейтронов с Qz = 0.12 Å-1отраженный пучок будет поляризованным.1083.4.

Моделирование процесса отражения нейтронного пучка от мультимонохроматорабиполяризатора на основе Fe/Co.В рамках диссертационной работы были изучены процесс коэффициента отражения отмультимонохроматора-биполяризатора на основе многослойной периодической магнитнойнаноструктуры Fe/Co.

Модельный мультимонохроматор-биполяризатор на стекляннойподложке был предложен и рассмотрен с целью получения мультимонохроматического ибиполяризованного нейтронного пучка. Структура мультимонохроматора поляризаторапредставляет с собой суперзеркальную структуру, которая состоит из двенадцатипериодических магнитных наноструктур. Каждая структура в мультимонохроматоребиполяризаторе имеет различные величины периода.

Они растут с отдалением от подложки.Слои железа и кобальта в каждой периодической структуре имеют одиноковые толщины.При выборе величины периодов мы подобрали так чтобы Брэгговские пики первого порядкадля (+) и (-) спиновых компонент нейтронного пучка были как можно близкими друг к другу.Структура мультимонохроматора-биполяризатора схематично представлена на Рис.53.109Рис. 53. Схема нейтронного мультимонохроматора-биполяризатора на основе периодическоймагнитной Fe/Co наноструктуры с различными величинами периодов.На Рис.53 видно, что самая нижняя периодическая структура D1 имеет слои железа икобальта с одинаковыми толщинами 25 Å.

В этой периодической структуре содержится 245пар слоев. Вторая периодическая структура D 2 с толщинами слоев железа и кобальта 26.5 Å.Также в структуре 245 пар слоев. Таким образом, повторяет двенадцать периодическихструктур и величины периодов увеличивается с ростом D. Самая верхняя структура D12имеетмаксимальнуювеличину средидвенадцатипериодов,изкоторыхсостоитмультимонохроматор-биполяризатор. Ее величина равняется 146 Å.

Каждая периодическаяструктура мультимонохроматора-биполяризатора обладает одинаковым распределениемнейтронно-оптических потенциалов не только для нейтронов (+) спиновой компоненты, но идля нейтронов (-) спиновой компоненты. Схема распределения нейтронно-оптическихпотенциалов мультимонохроматора-биполяризатора по его глубине представлено на Рис.54.d(a)FeНейтроннаяволнаПодложкаCoV+d12(б)VFe+VCo+d1Vподложки0Z110V-d12VFe-(в)d1Vподложки0ZVCo-Рис.

54. Схема периодических структур в мультимонохроматоре-биполяризаторе (а), схемараспределения нейтронно-оптических потенциал для нейтронов (+) спиновой компоненты (б) и длянейтронов (-) спиновой компоненты (в).На Рис.54 видно, что структура имеет большую разность нейтроно-оптическихпотенциалов как для нейтронов (+) спиновой компоненты, так и для нейтронов (-) спиновойкомпоненты. Поэтому на кривой коэффициента отражения для данной структуры будутнаблюдаться Брэгговские пики обеих спиновых компонент нейтронного пучка. На Рис.55представлены расчетные кривые коэффициентов отражения нейтронного пучка отмультимонохроматора-биполяризатора.123456 7 8 9 10 11 1213- +- + -+-+ -+-+ -+-+-+-+-+ -++1.0R0.80.60.40.20.00.000.020.040.06Qz , A111-10.080.100.12Рис.

55. Расчетные кривые коэффициентов отражения нейтронного пучка от мультимонохроматорабиполяризатора на основе периодических магнитных Fe/Co наноструктур.На Рис.55 кривых коэффициентов отражения мы видим 13 пар Брэгговских пиков,отраженные от мультимонохроматора-поляризатора. Они представляют с собой какотдельнымимонохроматическимииполяризованныминейтроннымиимпульсами.Двенадцатые Брэгговские пики (+) и (-) спиновых компонент нейтронного пучка являютсяотраженными от самой верхней периодической структуры D12 . Также они являются самымиширокими пиками.

За ним находится одиннадцатые Брэгговские пики, отраженные отпериодической структуры D11 . Дальше будет 10, 9, 8,...... и первые Брэгговские пики,отраженные от соответствующих периодических структур. Но тринадцатые пики являютсяБрэгговскими пиками третьего порядка, отраженные от периодической структуры D12 .Таким образом, использование тринадцать пар Брэгговских пиков перекроет значительнуюобласть по переданному импульсу. Параметры периодических структур и коэффициентовотражения представлены в Таблице 9.Таблица 9.

Параметры периодических структур мультимонохроматора-биполяризатора и кривыхкоэффициентов отражения от мультимонохроматора-биполяризатора.DdRB1(Å )QZB1RB1( Å-1)QZB1RB3( Å-1)QZBRB33( Å-1)QZB3       ( Å-1)      P1500.9770.1280.9180.1260.0760.3780.0430.377 0.0070.0070.9522530.9880.1210.9480.1190.0960.3560.0550.356 0.0070.010.9993560.9940.1140.9690.1120.1180.3370.0690.337 0.0090.010.9514590.9970.1090.9810.1070.1400.3200.0840.320 0.0080.0080.9945620.9980.1040.9890.1020.1700.3050.1010.304 0.0080.0080.9496660.9990.0980.9950.0950.2100.2860.1270.286 0.0100.0160.9871127720.9990.0900.9990.0870.2800.2630.1730.262 0.0140.0180.95887810.0840.9990.0810.3510.2430.2230.242 0.0160.0190.98798810.07510.0720.4910.2150.3240.214 0.1800.0230.969109810.06810.0640.6380.1940.4420.192 0.0280.030.9601111810.05810.0530.8430.1610.6620.160 0.0330.0470.9591214610.04810.0430.9680.1310.8930.130 0.0470.0690.959где, D – номер структуры, d – толщина периода, RB1 - иRB1 Брэгговские пики первогопорядка для (+) и (-) спиновых компонент нейтронного пучка, соответственно.

QB1 и QB1 положения Брэгговских пиков первого порядка, соответственно. RB 3 - и RB 3 - Брэгговскиепики третьего порядка для (+) и (-) спиновых компонент нейтронного пучка, соответственно.QB3 и QB3 - положения Брэгговских пиков первого порядка, соответственно.    и   - разрешения по длине волны. P – поляризующая эффективность, которая вычисляется  с помощью соотношения:PR  RR  R(69)Из Таблицы 9 следует, что коэффициенты отражения нейтронного пучка приположении Брэгговского максимума первого порядка для всех периодических RB1 > 0.977 иRB1 > 0.918. Это очень высокие коэффициенты отражения. Кривые коэффициента отраженияохватывает значительный диапазон по переданному импульсу QZ = (0.043 - 0.128) Å-1.Отраженные Брэгговские пики имеют разрешение по длине волны113= 0,007 – 0,07.Минимальная поляризация при положении Брэгговского максимума первого порядка равна95%.Подобные мультимонохроматоры-биполяризаторы, дающие вышеуказанные параметрыдля отраженных пиков могут быть использованы в новой схеме полного нейтронногополяризационного анализа в качестве монохроматоров-поляризаторов и анализаторов.3.5.

Калибровка юстировочных столиков нейтронного рефлектометра НР-4М.Целью данной части работы является калибровка перемещения и углового поворотастоликов образца, анализатора и детектора нейтронного рефлектометра НР-4М в рамках егомодернизации.Нейтронный рефлектометр НР-4М работает на базе нейтронного реактора ВВР-М вПетербургском институте ядерной физики при Национальном Исследовательском Центре«Курчатовский Институт».

Для проведения экспериментов на установке НР-4М в первуюочередь требуется юстировать положения образца, анализатора и детектора. То естьнеобходимо поставить столики соответствующих компонентов установки в нужное место.Движение перемещения и поворота столиков образца, анализатора и детектора нейтронногорефлектометра управляется с помощью шаговых двигателей, которые дают коды завыполнением работы.С помощью микрометра были измерены перемещения столиков образца, анализатора идетектора поперек нейтронного пучка. При измерении были заданы разные шаги дляперемещения столиков, и для каждого шага в программе появляются соответствующие кодыдвигателя.

Так же наблюдали показания на микрометре, который прикреплен насоответствующих столиках и записывали их. Измерения проводились для всего диапазонаперемещения столиков. Графики перемещения столиков образца, анализатора и детекторапоперек нейтронного пучка в зависимости от кодов соответствующих шаговых двигателейпоказаны на Рис.56.114K = 2045 код/ммK = 4122 код/мм108а68X , mmX , mm1042б642006625 6630 6635 6640 6645 6650 6655 6660 6665 6670663Current Code/1000665666667668669670671672Current Code/10000вK=2039 код/мм10664X , мм86420710712714716718720722724Current Code/10000Рис.

56. Перемещение юстировочных столиков поперек нейтронного пучка на нейтронномрефлектометре НР-4М в зависимости от кодов соответствующих двигателей: а – для столика образца,б – для столика анализатора и в – для столика детектора.Из Рис.56 видим, что перемещение для всех диапазон движения столиков поперекнейтронного пучка линейно зависит от число кодов соответствующих шаговых двигателей.На Рис.56а, б и в мы видим, что требуемое число кодов для движения перемещения столиковна один мм поперек нейтронного пучка: для столика образца нужно 2045 кодов, для столикаанализатора 4122 кода и для столика детектора 2039 кодов соответственно.115Также были измерены повороты столиков образца, анализатора и детектора вокруг осиZ с помощью теодолита.

Характеристики

Список файлов диссертации