Диссертация (1149512), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

На Рис.7а видна интерференционная картина в диапазоне   2.2  3.3Å ,область полного отражения при   3.6Å и вклады от Брэгговских пиков (пик второгопорядка при   1.1 Å и пик третьего порядка при   0.75 Å ), которые дают вклады вполную отраженную интенсивность. Все вышеперечисленные вклады: интерференционнаякартина, область полного отражения и вклады Брэгговских пиков высших порядковназываются побочными немонохроматическими вкладами в отраженную от монохроматораинтенсивность пучка. Основным является монохроматический вклад от Брэгговского пикапервого порядка при   1.9 Å .191001.0+RRRR, P0.81010б-1a0.6R+PR_0.4-20.210-31.01.52.02.5 , A3.03.50.01.04.01.52.02.53.03.54.0Рис.

7а, б. Зависимости коэффициента отражения R+ и R- от длины волны при угле скольжения θ =20.12 угл. мин; а – расчет, б – эксперимент [6].Представленный монохроматор-поляризатор обладает следующими параметрами:коэффициент отражения Брэгговского пика 1-го порядка достигает 0.9, поляризующаяэффективность этого пика 0.975 – 0.99.

Анализ вкладов в отраженную интенсивностьпоказывает,чтопримонохроматизациипучкатепловыхнейтроновданныммонохроматором-поляризатором, также как и описанным в [4], вклад побочных вкладовзначителен. Таким образом, использование этого монохроматора-поляризатора в физическойустановке представляется неэффективным.1.2.2. Многослойный монохроматор-поляризатор NiFe/VШаг вперед по сравнению с первым монохроматором-поляризатором был сделан вработе [7]. В ней описан, разработанный в ПИЯФ, нейтронный многослойныймонохроматор-поляризатор NiFe/V на стеклянной подложке. Монохроматор-поляризаторсостоит из 28 пар слоев изотопного пермаллоя Ni62Fe54 и ванадия.

Схема периодическойнаноструктуры NiFe/V с чередующимися слоями пермаллоя и ванадия с поглощающим20антиотражающим подслоем TiGd на стеклянной подложке показана на Рис.8а. На Рис.8б и1.8в показаны эффективные потенциалы V и Vвзаимодействия нейтронов сонаноструктурой для (+) и (-) спиновых компонент пучка для природного NiFe и изотопногопермаллоя Ni62Fe54, соответственно. Из Рис.8б следует, что потенциалы природногопермаллоя NiFe и ванадия не равны друг другу, поэтому нейтроны обеих спиновыхкомпонент будут отражаться от этой наноструктуры.

Состав изотопного пермаллоя Ni62Fe54подобран так, чтобы потенциал V  был отрицательным и равен потенциалу ванадия. В связис этим нейтроны (+) спиновой компоненты не будут отражаться от наноструктуры. От этойнаноструктуры будут отражаться только нейтроны (-) спиновой компоненты, т.к. для этихнейтронов, как следует из Рис.8в, разность потенциалов между слоями будет значительная.Поэтому отраженный пучок будет поляризован. Таким образом, для создания нейтронногомонохроматора-поляризатора был выбран изотопный пермаллой.аVV+V-0NiFeVбNiFeVVVZVVZ0NiFeVV+TiGdвNi62Fe54СтеклоV-Рис.

8а, б, в. Нейтронный монохроматор-поляризатор NiFe/V: а – схема монохроматораполяризатора NiFe/V с поглощающим антиотражающим подслоем TiGd на стеклянной подложке; б вид распределения эффективных потенциалов V  и V  для природного пермаллоя NiFe для (+) и (-)спиновых компонент пучка, соответственно, в - вид распределения эффективных потенциалов V  иV  с применением изотопного пермаллоя Ni62Fe54 для (+) и (-) спиновых компонент пучка,соответственно [7].На Рис.9 представлены зависимости расчетного и экспериментального коэффициентовотражения для (+) спиновой компоненты пучка, а также поляризующей эффективности отнейтронной длины волны при угле скольжения  = 20.12 угл.

мин. для монохроматораполяризатора на основе изотопного пермаллоя с толщинами слоев d = 100 Å.213211.0R,P0.80.60.40.20.0234,A567Рис. 9. Зависимости расчетного и экспериментального коэффициентов отражения для (+) спиновойкомпоненты пучка, а также поляризующей эффективности от нейтронной длины волны при углескольжения  = 20.12 угл.

мин. для монохроматора-поляризатора NiFe/V на основе изотопногопермаллоя с толщинами слоев d = 100 Å: 1- эксперимент, 2 - расчет, 3 - экспериментальнаяполяризующая эффективность [7].Качество данного монохроматора-поляризатора лучше по сравнению с первыммонохроматором-поляризатором [4] и Fe/Ag [6], т.к. здесь устранен один из основныхпобочных вкладов в интенсивность отраженного монохроматического пучка – вклад,обусловленный областью полного отражения от многослойной наноструктуры для обеихспиновых компонент пучка, т.к.

для обеих спиновых компонент средний потенциалструктурыимеетотрицательнуювеличину.Прииспользованиимонохроматоров-поляризаторов в физических установках, напримермалоуглового рассеяния нейтронов, необходимо разрешениепредложенныхдля исследования   5  10% . Такоеразрешение может быть получено, как показывает расчет, при толщине слоев ~ 60 Å.Результаты, полученные с использованием природного пермаллоя при толщине слоев 60 Å,указывают на возможность изготовления таких зеркал. Однако практического примененияданный монохроматор-поляризатор не нашел. Отчасти это связано с высокой стоимостьюизотопа Ni62.221.2.3. Нейтронный многослойный Co/Ti монохроматор-поляризаторДальнейшее развитие нейтронных многослойных монохроматоров-поляризаторовпредставлено в работе [8].

В ней описаны многослойные Co/Ti монохроматорыполяризаторы на стеклянной и кремниевой подложках, разработанные и изготовленные вПИЯФ. Схема многослойного Co/Ti монохроматора-поляризатора с чередующимися слоямиCo и Ti с поглощающим антиотражающим подслоем TiGd на стеклянной подложке показанана Рис.10а. Зависимости коэффициента отражения от переданного импульса длямонохроматора-поляризатора Co/Ti на стекле представлены на Рис.10б для обеих спиновыхкомпонент пучка. На том же рисунке для сравнения представлен коэффициент отражения R+для монохроматора-поляризатора Fe/Ag на стекле [6].1231.0aбR0.8CoTi0.60.4CoTi0.2TiGd0.00.00Стекло0.020.04Q , A-10.060.080.10Рис. 10а, б.

Многослойный монохроматор-поляризатор Co/Ti с антиотражающим поглощающимподслоем TiGd на стеклянной подложке. а - схема Co/Ti монохроматора-поляризатора; б зависимости коэффициентов отражения от переданного импульса: 1 – R+ для монохроматораполяризатора Fe/Ag [6]; 2 и 3 - R+ и R -, соответственно для монохроматора-поляризатора Co/Ti настекле [8].23Из Рис.10б следует, что для коэффициента отражения Co/Ti расстояние междуБрэгговским пиком 1-го порядка и границей области полного отражения больше, чем дляFe/Ag.

Кроме того, интерференционные вклады сильнее подавлены. В результатеуменьшаются побочные немонохроматические вклады в отраженную интенсивность.Для другого монохроматора-поляризатора специально был выбран кремний в качествеподложки. Схема монохроматора-поляризатора Co/Ti на кремниевой подложке представленана Рис.11а. Толщины слоев для кобальта d  76Å и титана d  84Å были рассчитаны так,чтобы средний потенциал V этой структуры был равен потенциалу кремния для нейтронов(+) спиновой компоненты.

В результате, средний потенциал структуры равен нулюотносительно потенциала кремния. Для нейтронов (-) спиновой компоненты среднийпотенциал V этой структуры отрицателен. Кроме того, для этой спиновой компонентыразность потенциалов слоев близка к нулю и Брэгговский пик 1-го порядка в значительноймереподавлен,чтообеспечиваетвысокуюполяризующуюэффективностьэтогомонохроматора-поляризатора. В качестве антиотражающего поглощающего слоя выбранкадмий, имеющий действительную часть потенциала, близкую к потенциалу подложки.Зависимости коэффициента отражения от переданного импульса для монохроматораполяризатора Co/Ti на кремнии представлены на Рис.11б для обеих спиновых компонентпучка. На том же рисунке для сравнения представлен коэффициент отражения R+ длямонохроматора-поляризатора Fe/Ag на стекле [6].

Из Рис.11б следует, что на зависимостяхR(Q) коэффициентов отражения R+ и R- отсутствуют области полного отражения, так как впервом случае средний потенциал структуры V относительно кремния равен нулю, а вовтором случае средний потенциал структуры отрицателен. Таким образом, для этогомонохроматора-поляризатора доля побочных вкладов в интенсивность отраженного пучка отэтогомонохроматорауменьшенавбольшейстепенидажевышерассмотренным Co/Ti монохроматором-поляризатором на стекле.24посравнениюс1231.0RCdCoTi0.8B0.6a0.4Siб0.20.00.000.020.040.060.080.10Q , A-1Рис. 11а, б. Монохроматор-поляризатор Co/Ti на кремниевой подложке.

a - Схема структурымонохроматора-поляризатора Co/Ti. б - Зависимости коэффициента отражения от переданногоимпульса: 1 – R+ для монохроматора-поляризатора Fe/Ag [6]; 2 и 3 - R+ и R- для монохроматораполяризатора Co/Ti на кремнии [8].На Рис.12 показана схема двойного монохроматора-поляризатора. Верху и внизурасположены две одинаковые части Co/Ti монохроматора-поляризатора на стекле. На торцахстеклянныхподложекмонохроматоровустановленыкадмиевыепластинки,чтобыпрошедшие через стекло нейтроны поглотились в них. При прохождении через двойноймонохроматор, как видно из рисунка, нейтронный пучок отражается четыре раза.CdθРис. 12.

Характеристики

Список файлов диссертации