Исследование возможностей рефлектометрии поляризованных нейтронов с фазометрией и 3D-поляриметрией для изучения магнетизма слоистых наноструктур

Для более глубокого понимания магнитных явлений и исследования новых магнитных материалов требуется развитие современных методов диагностики. Рефлектометрия поляризованных нейтронов признана важнейшим методом исследования магнетизма поверхностей, тонких плёнок и многослойных структур. Метод является прямым, неразрушающим и чувствительным к морфологическим и магнитным особенностям слоистых наноструктур, к изменению с глубиной химического (и изотопного) состава, величины и направления вектора намагниченности. Потребность в этом методе для исследования важнейших аспектов магнетизма слоистых структур, в характеризации эффектов нанометрового и субнанометрового масштаба будет только возрастать. Однако вместе с увеличением разнообразия объектов исследования чаще проявляются и ограничения метода. Проект направлен на развитие рефлектометрии поляризованных нейтронов. В настоящее время при исследованиях магнетизма слоев измеряются интенсивности отражений без переворота и с переворотом спина, пропорциональные соответствующим модулям элементов матрицы отражения. Возможности метода зависят от полноты экспериментальных данных, поэтому представляют интерес методы получения информации о фазах элементов матрицы отражения. Фазометрия в рефлектометрии поляризованных нейтронов сводится к измерению разностей фаз элементов матрицы отражения. Дополнительные данные, полученные с помощью фазометрии и векторного анализа поляризации отраженных нейтронов (3D-поляриметрии), могут играть важную или даже решающую роль в получении достоверных результатов о структурных и магнитных особенностях и о корреляции между ними. Следует отметить, что методы фазометрии и 3D-поляриметрии, рассматриваемые в данном проекте, в настоящее время не применяются в исследованиях магнетизма слоистых структур. Заложить основу для систематических исследований с использованием фазометрии и 3D-поляриметрии в рефлектометрии поляризованных нейтронов представляется своевременной задачей также в связи с созданием в настоящее время новых нейтронных рефлектометров на реакторе ПИК (Гатчина). Возможность прямого наблюдения поляризационных 3D-эффектов при отражении нейтронов важна для развития нового направления поляризационной нейтронной оптики – нейтронной спин-манипуляционной оптики. В свою очередь, эта инновационная оптика требуется для реализации некоторых схем фазометрии.