Ответственный за установку
Петренко Александр Викторович
Тел. +7 (49621) 6-31-19
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Основные направления исследований
1. Слоистые магнитные и сверхпроводящие тонкие пленки;
2. Объёмные наноструктуры;
3. Коллоидные растворы;
4. Ферромагнитные жидкости.

Общий вид установки

Общий вид установки

Описание установки

Спектрометр РЕМУР – времяпролётный рефлектометр поляризованных нейтронов с вертикальной геометрией, расположенный на 8-м канале импульсного реактора ИБР-2, работающего с частотой 5 Гц. Назначение спектрометра – исследование магнетизма тонких плёнок. В частности, одна из актуальных задач – исследование эффектов близости в низкоразмерных структурах ферромагнетик/сверхпроводник. Другое направление исследований – развитие самого метода, например, обеспечение  возможности регистрации вторичного излучения, каналирование нейтронов в резонаторной структуре и т.д. Метод рефлектометрии поляризованных нейтронов заключается в отражении пучка поляризованных нейтронов от слоистой структуры. Из зависимости коэффициента отражения от длины волны нейтронов можно определить такие параметры структуры, как толщины слоёв и распределение плотности вещества по глубине структуры. В случае наличия в структуре магнитного момента, коэффициенты отражения отличны для различных входных/выходных поляризаций нейтрона, что позволяет определить распределение по глубине структуры магнитного момента, в том числе неколлинеарно направленного к внешнему магнитному полю. Также рассеяние нейтронов в скользящей геометрии указывает на наличие неоднородностей в структуре. На спектрометре РЕМУР можно регистрировать неоднородности в большом диапазоне характерных размеров от нанометров до сотен микрон. Это такие неоднородности, как шероховатости на границах раздела, кластеры, магнитные домены, сверхпроводящие вихри и т.д.

Основные узлы установки. Для формирования пучка используются прерыватели, ‘вырезающие’ по времени полезный сигнал; коллиматоры, фокусирующие нейтронный пучок и диафрагмы, ограничивающие сечение пучка. Спектрометр имеет элементы, позволяющие работать с поляризованными нейтронами. Суперзеркальный поляризатор нейтронов формирует поляризованный пучок нейтронов, два спин-флиппера до и после образца – устройства позволяющие изменить направление спина нейтрона на противоположное. Веерный анализатор поляризации позволяет определить случаи отражения нейтронов от структуры с переворотом спина. Для регистрации нейтронов используется Не-3 газонаполненный позиционно-чувствительный детектор нейтронов. Спин-флиппер после образца, анализатор поляризации и детектор, расположены на поворотной платформе, что позволяет работать в большом диапазоне углов скольжения нейтронного пучка относительно плоскости структуры, а именно, от единиц до нескольких десятков миллирадианов. На рефлектометре доступны различные системы окружения образца. Электромагнит с магнитным полем от 0 до 1.5 Тл позволяет прикладывать поле в плоскости структуры, перпендикулярно структуре и под необходимым углом. Заливной гелиевый криостат даёт возможность работать в диапазоне температур от 300 К до 1.5 К. Криостат оснащён сверхпроводящим магнитом с возможностью прикладывать магнитное поле от 0 до 3 Тл в плоскости структуры. Для обеспечения возможности регистрации вторичного излучения в виде гамма-квантов на спектрометре имеется полупроводниковый германиевый детектор, а для регистрации вторичного излучения в виде заряженных частиц используется ионизационная камера. Для сбора данных используется программный пакет Sonix, созданный в ЛНФ.

Основные характеристики

Рефлектометр

Плоскость образца	вертикальная
Плоскость рассеяния	горизонтальная
Длина волны нейтронов	0,9 – 15 Å
Разрешение по длине волны	δλ = 0, 015 Å
Интервал углов рассеяния	1 – 100 мрад
Расстояние образец – детектор	0.7 - 4,9 м
Пространственное разрешение детектора	2,5 мм

Поток на месте образца при двух режимах поляризации

два поляризатора	PR1 + PR2 104 н/(с·см2)
второй поляризатор	PR2 3·104 н/(с·см2)

Малоугловое рассеяние в скользящей геометрии

Длина волны нейтронов	0,9 – 15 Å
Поток на месте образца	103 н/(с·см2)
Расстояние образец – детектор	0,7 – 4,9 м

Окружение образца

Трехкружный гониометр с установленным на нем электромагнитом с величиной внешнего поля в диапазоне 0 – 20 кOе, позволяющий изменять направление поля относительно плоскости образца в диапазоне ± 90 градусов. Имеется набор сменных полюсов сечением: 40 × 20 мм2, 110 × 70 мм2 и 60 × 40 мм2. Максимальное магнитное поле при зазоре между полюсами 15 мм равно 20 кЭ для малых полюсов сечением 40 × 20 мм2и 10 кЭ для больших полюсов 110 × 70 мм2.

Криостат с вертикальным магнитным полем до 3 Тесла и температурой Т = 1,6 – 600 К.
Максимальные размеры образца равны 40 × 40 мм2.

Публикации

1. V. L. Aksenov, K.N. Jernenkov, S.V. Kozhevnikov, H. Lauter, V. Lauter-Pasyuk, Yu.V. Nikitenko, A.V. Petrenko, The polarized neutron spectrometer REMUR at the pulsed reactor IBR-2, JINR Communications D13-2004-47 (2004) (in Russian and English).
2. V. L. Aksenov, V. V. Lauter-Pasyuk, H. Lauter, Yu. V. Nikitenko and A. V. Petrenko, Polarized neutrons at pulsed sources in Dubna, Physica B 335 (2003) 147-152.
3. V. L. Aksenov, Yu. V. Nikitenko, Polarized Neutron Reflectometry at IBR-2, Neutron News 16 (2005) 19-23.
4. S.V. Grigoriev, A.I. Okorokov, V.V. Runov, Peculiarities of the Construction and Application of Broadband Adiabatic Flipper of Cold Neutrons, Nucl. Instr. Meth. A 384 (1997) 451.
5. Yu.V. Nikitenko, V.A. Ul'yanov, V.M. Pusenkov, S.V. Kozhevnikov, K.N. Jernenkov, N.K. Pleshanov, B.G. Peskov, A.V. Petrenko, V.V. Proglyado, V.G. Syromyatnikov, A.F. Schebetov, Fan analyzer of neutron beam polarization on REMUR spectrometer at IBR-2 pulsed reactor, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 564 (2006) 395-399.
6. V. A. Ul'yanov, Yu. V. Nikitenko, V. M. Pusenkov, S. V. Kozhevnikov, K. N. Jernenkov, N. K. Pleshanov, B. G. Peskov, A.V. Petrenko, V. V. Proglyado, V. G. Syromyatnikov, A. F. Schebetov, A fan analyzer of neutron beam polarization of the spectrometer REMUR at the pulsed reactor IBR-2, JINR Communications E-13-2004-161 (2004).
7. O.V. Fateev, G.A. Cheremukhina, S.P. Chernenko, Yu.V. Zanevsky, H. Lauter, V.V. Lauter, S.V. Kozhevnikov, Yu.V. Nikitenko, A.V. Petrenko, A Position-Sensitive Detector for the Polarized-Neutron Spectrometer. Pribory i Tekhnika Eksperimenta 2 (2001) 5-12 (in Russian). Instruments and Experimental Techniques, 44 (2001) 137-143 (in English).