高性能中性子マイクロベンダーの開発と曲面中性子光学系の評価

高性能中子微弯曲器研制及弯曲中子光学系统评价

• 批准号: 17760681
• 负责人: 日野 正裕
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760681/
• 关键词: 多層膜中性子ミラー; イオンビームスパッタ; 中性子偏極デバイス; 中性子光学; 多層膜; 中性子反射鏡; 偏極中性子

中性子制御の手法として、多層膜中性子ミラーは重要な位置を占めている。多層膜中性子ミラーは、中性子に対して有効ポテンシャルが大きく異なる2種類の物質を積層し周期ポテンシャルを作る。スーパーミラーはその周期ポテンシャルの周期dを少しずつ変えることで広い角度範囲で全反射できるようにしたもので、この性能は一般的に「実効臨界角」と「立ち上がりの反射率」で評価される。ここで「実効臨界角」とは反射角の一番大きな部分で、ニッケルの全反射臨界角のm倍という意味である。「立ち上がり反射率」とは、その最大臨界角での反射率である。つまり、mが大きく、立ち上がりの反射率が1に近いほど性能の良いスーパーミラーとなる。我々はイオンビームスパッタ(IBS)装置を立ち上げ、それを用いて、世界最高性能のm=6 NiC/Ti多層膜中性子スーパーミラーの開発に成功した。そしてスパッタ条件を詰めていくことで平成18年度には、ベンダー作成に必要な高性能多層膜中性子スーパーミラーが歩留まり良く作成出来るようになった。また中性子の磁気散乱ポテンシャルを制御する磁気多層膜を作成することにより、中性子のスピン状態を選別する偏極デバイスとして使用できる。しかしIBSで作成した磁気多層膜は磁性的に非常にハードなものしか作れなかった。磁気多層膜を中性子偏極デバイスとして使用するためには、磁性膜が飽和している必要があり、外部磁場が必要となる。この外部磁場を小さくするには磁性的にソフトであることが重要で、スパッタターゲット等の改良を行った。そして、最近純鉄(純度99.99%)を用いてその界面に0.5nmだけシリコンをスパッタすることで磁化特性が良くなることを発見した。そしてm=4.9で外部磁場45mTで立ち上がりの反射率0.7、偏極率0.94以上という群を抜いた世界最高性能のFe/Ge(Si)磁気多層膜ミラーの開発に成功した。

In the multilayer film, the important position of the electron is occupied. Multilayer films are composed of two kinds of substances: one is the sub-layer, the other is the sub-layer, the other is the sub-layer. The period d of the period d of the periodここで“実効临界角”とは叔孙舒の一番大きな部分で、ニッケルの全反射临界角のm倍という意味である。"Reflectivity", Maximum critical angle Reflectivity.つまり、mが大きく、立ち上がりの反射率が1に近いほど性能の良いスーパーミラーとなる。We successfully developed the m=6 NiC/Ti multilayer film with the highest performance in the world. In 2018, the production of high-performance multilayer films was carried out in accordance with the conditions of production. Magnetic multilayer films made of neutral particles and controlled by magnetic scattering are used to select the polarization state of neutral particles. Magnetic multilayer films are made of magnetic materials. Magnetic multilayer films are used for polarization, saturation, and external magnetic fields. The external magnetic field is small and magnetic. For example, recently pure iron (purity 99.99%) was used in the interface of 0.5 nm to obtain good magnetization characteristics. The development of Fe/Ge(Si) magnetic multilayer film with the highest performance in the world was successfully carried out with m=4.9, external magnetic field 45mT, reflectivity 0.7, polarization 0.94 or more.

项目成果

Development of large-m polarizing neutron supermirror fabricated by using ion beam sputtering instrument at

离子束溅射仪研制大口径偏振中子超级镜

• 发表时间: 2006
• 期刊: Physica B 385-386
• 作者: Masahiro Hino;et al.
• 通讯作者: et al.

A test of MIEZE-reflectometer for study of surface and interface

• DOI: 10.1016/j.physb.2006.05.388
• 发表时间: 2006-11
• 期刊: Physica B-condensed Matter
• 影响因子: 2.8
• 作者: M. Hino;M. Kitaguchi;H. Hayashida;Y. Kawabata;S. Tasaki;T. Ebisawa;Dai Yamazaki;R. Maruyama;Keiji Tanaka;N. Torikai;R. Inoue;T. Kanaya