Научная тема: «НЕЙТРОННЫЕ СТОЯЧИЕ ВОЛНЫ В СЛОИСТЫХ СИСТЕМАХ»
Специальность: 01.04.07
Год: 2009
Отрасль науки: Физико-математические науки
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1. Установлено, что при отражении поляризованных нейтронов над поверхностью магнитной слоистой наноструктуры реализуется интерференция встречно распространяющихся нейтронных волн, проявляющаяся в установлении режима стоячих волн поляризованных нейтронов.
  2. Установлено, что при отражении поляризованных нейтронов от трёхслойной наноструктуры внутри структуры осуществляется интерференция встречно распространяющихся нейтронных волн, образованных в свою очередь в результате интерференции волн различной кратности отражения, проявляющаяся в установлении режима усиленных стоячих волн поляризованных нейтронов. Получено рекордное 230 кратное увеличение плотности нейтронов в наноструктуре.
  3. Регистрация стоячих и усиленных стоячих волн, выполненная: а) с помощью регистрации интенсивности испытавших спиновый переход поляризованных нейтронов, с использованием и эффекта расщепления пучка нейтронов, и суперзеркального анализатора поляризации; б) с помощью регистрации заряженных частиц; в) с помощью регистрации интенсивности гамма-излучения, испускаемого ядрами гадолиния после захвата нейтронов; г) с помощью регистрации поглощённых в слое титана нейтронов; д) с помощью регистрации каналируемых нейтронов.
  4. Обнаружено влияние сверхпроводимости на магнитное состояние составной наноструктуры 20х[Те(3нм)/У(3нм)]Ее(3нм)/У(38нм), помещённой в магнитное поле. Показано с использованием режима стоячих волн нейтронов, что переход слоя ванадия У(38нм) в верхпроводящее состояние приводит к установлению полидоменного состояния и симметризации магнитного профиля относительно границы раздела. При этом отдельные слои периодической структуры 20х[Fe(3нм)/V(3нм)] упорядочиваются антиферромагнитно.
  5. Обнаружено с использованием режима усиленных стоячих волн нейтронов, что в бислое из ферромагнитных слоёв железа и гадолиния благодаря эффекту близости при температуре 287 К, которая на 6 К ниже точки Кюри гадолиния, устанавливается магнитно-неколлинеарное состояние. При этом, подтверждено наличие второго минимума на кривой Н(Т) фазовой диаграммы бислоя Fe( x = 3, 6, 12 нм )/Gd(3 нм), отделяющей ориентированные магнитные состояния от магнитно-неколлинеарного. Экспериментально показано, что этот минимум обусловлен влиянием границы раздела слоя железа со слоем гадолинием.
  6. Установлено с использованием режима стоячих волн, что в возбуждаемой звуком резонаторной наноструктуре осуществляется режим многоквантовой передачи энергии между звуковой волной и нейтроном. Для исследований с небольшими передачами момента разработаны методы измерения сверхмалых передач 10-5-10-3 А-1 волнового вектора. Первый метод основан на сдвиге пучности стоячей волны относительно поглощающего или магнитно-неколлинеарного слоя. Второй метод основан на регистрации переходов из одной моды каналирования нейтронов в другую.
  7. Осуществлено каналирование нейтронов в структуре Cu/Ti/Cu, которое имеет место в структуре только при реализации режима усиленных стоячих волн. Для длины каналирования получено значение 3 см. Получено также, что при возбуждении резонаторных структур ультразвуком частотой 90 МГц передача момента нейтрону составляет 1.5x10 А при осутствии режима каналирования и 2х10-3А-1 - с режимом каналирования. Показано, что эффект каналирования может быть использован для: создания монохроматического пучка нейтронов, высокочувствительных исследований границ раздела и измерений переданного нейтроном момента.
  8. Установлено с использованием режима усиленных стоячих волн, что при малых дозах облучения наноструктур типа Cu/Т ионами хрома и альфа-частицами в слое титана образуются нанополости размером меньше 10 нм.
  9. Разработан и экспериментально реализован метод спин-прецессионной спектрометрии нейтронов основанный на реализации режима усиленных нейтронных стоячих волн. При этом, экспериментально показана фазовая чувствительность резонаторного спин-прецессора к перпендикулярной компоненте волнового вектора нейтрона. Испытана модель спин-эхо спектрометра на основе слоистого магнитного спин-прецессора и показана возможность его реализации для исследований неоднородностей и динамики наноструктур на импульсном источнике нейтронов.
  10. Обнаружен и исследован эффект расщепления неполяризованного пучка нейтронов, использовавшийся, в частности, для регистрации режима усиленных стоячих волн нейтронов. Показано, что при преломлении нейтронов на границе раздела двух магнитных сред неполяризованный пучок расщепляется на четыре пучка, а при преломлении на границе раздела магнитной плёнки со средой - на три пучка. Показано, что для некоторого 1 > 1 крит, обусловленного величиной напряжённости внешнего магнитного поля, существует запрет на реализацию перехода нейтронов из состояния "-" в состояние "+". Показано, что в фиксированной геометрии эффект проявляется через изменение среднего значения длины волны нейтронов. В бислое Gd(50A)/Fe(1000A) методом расщепления пучка обнаружена небольшая концентрация доменов с магнитным моментом, направленным перпендикулярно границам раздела. Обоснованы и экспериментально реализованы способ измерения ядерного оптического потенциала путём сканирования величины внешнего магнитного поля, метод раздельного исследования границ магнитной плёнки с помощью преломления нейтронов и двойной поляризационный анализ магнитно-неколлинеарных структур.
  11. Разработан веерный анализатор поляризации нейтронов, предназначенный для регистрации диффузного рассеяния нейтронов.
  12. Предложен источник монохроматичных и коллимированных пучков поляризованных нейтронов, основанный на реализации режима стоячих волн и эффекта расщепления пучка нейтронов.
Список опубликованных работ
1.В.Л. Аксёнов, Ю.В. Никитенко. Исследования с поляризованными нейтронами. -Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 1997, т. 12, с. 5-12.

2.В.Л. Аксёнов, Ю.В. Никитенко, С.В. Кожевников, Ф. Раду, Р. Круйс, Т. Реквельдт. Генерация стоячей нейтронной волны при полном отражении поляризованных нейтронов. -Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2000, т. 8, с. 10-15.

3.V.L. Aksenov, Yu.V. Nikitenko, S.V. Kozhevnikov, F. Radu, R. Kruijs, M. Th. Rekveldt. Generation of neutron standing waves at total reflection of polarized neutrons. - Dubna, 1998. 10 p. ( Препринт/ Объед. ин-т ядерн. исслед.: D3-98-369).

4.В.Л. Аксёнов, Н.А. Гундорин, Ю.В. Никитенко, Ю.П. Попов, Л. Чер. Наблюдение стоячих нейтронных волн при полном отражении нейтронов методом прецизионной гамма-спектроскопии. - Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2000, т. 6, с. 7-10.

5.V.L. Aksenov, V.K. Ignatovich, Yu.V. Nikitenko, Neutron Standing Waves in Layered Systems. -Crystallography Reports, 2006, V. 51(5) , p. 734-753.

6.V.L. Aksenov, Yu.V. Nikitenko. Neutron standing waves investigations with polarized neutrons. -Physica B, 1999, v. 267-268, p. 313-319.

7.H. Fredrikze, Th. Rekveldt, Ad van Well, Yu. Nikitenko, V. Syromyatnikov. - Non-specular spin-flipped neutron reflectivity from a cobalt film on glass. - Physica B, 1998, v. 248, p. 157-162.

8.R.W.E. van de Kruijs, H. Fredrikze, M.Th. Rekveldt, A.A. van Well, Yu.V. Nikitenko, V.G. Syromyatnikov. - Polarization analysis of neutron reflectometry on non-collinear magnetic media: polarized neutron reflectometry experiments on a thin cobalt film. - Physica B, 2000, v. 283, p. 189¬193.

9.V.L. Aksenov, Yu.V. Nikitenko, F. Radu, Yu.M. Gledenov, P.V. Sedyshev. Observation of resonance enhanced neutron standing waves through (n, a) reaction. - Physica B, 2000, v. 276-278, p. 946-947.

10.V.L. Aksenov, L. Cser, N.A. Gundorin, Yu.V. Nikitenko, Yu.P. Popov. Observation of neutron standing waves at total reflection of polarized neutrons by precision gamma-spectroscopy. - Physica B, 2000, v. 276-278, p. 809-810.

11.B. Kalska, L. Haggstrom, B. Lindgren, P. Blomquist, R. Wappling, M.A. Andreeva, Yu.V. Nikitenko, V.V. Proglyado, V.L. Aksenov, V.G. Semenov, A.I. Chumakov, O. Leupold and R. Ruffer. Magnetic Properties of Monocrystal 57Fe/V Multilayers Investigated by CEMS, Nuclear Resonance Reflectivity in the Time Domain and Polarized Neutron Scattering. - Hyperfine Interactions, 2001, v.

136/137, p. 295-300.

12.V.L. Aksenov, Yu.V. Nikitenko. Neutron interference at grazing incidence reflection. Neutron standing waves in multilayered structures: applications, status, perspectives. - Physica B, 2001, v. 297, p. 101-112.

13.V.L. Aksenov, Yu.V. Nikitenko, V.V. Proglyado, M.A. Andreeva, B. Kalska, L. Haggstrom, R. Wappling. Polarized neutron reflectometry studies of depth magnetization distribution in Fe/V layered structure. - Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2003, v. 258-259, p. 332-334.

14.V.L. Aksenov, K.N. Jernenkov, Yu.N. Khaidukov, Yu.V. Nikitenko, A.V. Petrenko, V.V. Proglyado, G. Andersson, R. Wappling. Interplay between superconductivity and ferromagnetism in Fe/V multilayered structure studied by polarized neutron reflectometry. - Physica B, 2005, v. 356, p. 9¬13.

15.V.L. Aksenov, Yu.V. Nikitenko, F. Radu, Yu.M. Gledenov, P.V. Sedyshev, A.V. Petrenko, S.V. Kozhevnikov. Observation of resonance enhanced neutron standing waves using charged particle emission after neutron capture. - Дубна, 1998. - 6 с. ( Сообщения/ Объед. ин-т ядерн. исслед.: E3- 98-383).

16.V.L. Aksenov, V.V. Lauter-Pasyuk, H. Lauter, Yu.V. Nikitenko, A.V. Petrenko. Polarized neutrons at pulsed sources in Dubna. - Physica B, 2003, V. 335, p. 147 - 152.

17.В.Л. Аксёнов, Ю.В. Никитенко, В.В. Проглядо, Ю.Н. Хайдуков, В. Гаврилов, Э.Райтман, Л.Боттян, Д.Надь. Исследование влияния ультразвукой упругой волны на магнитное упорядочение в слоистой структуре 20х[Fe(1.99нм)/Cr(1.2нм]/MgO. - Дубна, 2007. - 25 с. (Препринт/ Объед. ин-т ядерн. исслед.: Р14-2007-109).

18.V.L. Aksenov, Yu.V. Nikitenko, S.V. Kozhevnikov. - Spin-flipped transmission of polarized neutrons through Co film on glass. - Physica B, 2000, v. 276-278, p. 956-957.

19.В. Л. Аксёнов, Ю.В. Никитенко, Нейтронная поляризационная рефлектометрия на импульсном реакторе ИБР-2 . Кристаллография, 2007, т. 3, с. 564-572.

20.37. V.L. Aksenov, Yu.V. Nikitenko. Polarized neutron reflectometry at IBR-2. - Neutron News, 2005, v. 16 (3), p. 19 - 23.

21.V.L. Aksenov, S.V. Kozhevnikov, Yu.V. Nikitenko, H. Lauter. Reflection and refraction of spin-flip neutrons in Fe-Gd structure. - Physica Б, 2000, v. 276-278, p. 179-180.

22.V.L. Aksenov, Yu.V. Nikitenko, V.V. Proglyado, E.A. Raitman, V.N. Gavrilov, Neutron reflection from an ultrasonically excited layered structures. - Дубна, 2001. - 14 с. ( Препринт/ Объед. ин-т ядерн. исслед.: E3-2001-224).

23.V.L. Aksenov, V.N. Gavrilov, Yu. V. Nikitenko, V.V. Proglyado, E.A. Raitman. Neutron reflection from an ultrasonically excited nanostructures. - Latvian Journal of Physics and Technical Sciences, 2004, v. 3, p. 55-61.

24.V.L. Aksenov, H. Fritzshe, V.N. Gavrilov, Yu. V. Nikitenko, V.V. Proglyado, E.A. Raitman. Neutron reflection by ultrasonically excited glass surface. - Latvian Journal of Physics and Technical Sciences, 2004, v. 6, p. 3-11.

25.V.L. Aksenov, E.B. Dokukin, S.V. Kozhevnikov, Yu. V. Nikitenko, A.V. Petrenko, J. Schreiber. - Refraction of polarized neutrons in a magnetically non-collinear layer, Proceedings of the International Workshop "Polarized Neutrons for Condensed Matter Investigations", 18-20 June 1996, Dubna, E3-96- 507, p. 36-57.

26.V.L. Aksenov, E.B. Dokukin, S.V. Kozhevnikov, Yu.V. Nikitenko, A.V. Petrenko, J. Schreiber. Refraction of polarized neutrons in a magnetically non-collinear layer. - Physica B, 1997, v. 234-236, p. 513-515.

27.V.L. Aksenov, Yu.V. Nikitenko, S.V. Kozhevnikov. Refraction of polarized neutrons on boundaries of a magnetic film. - Physica B, 2000, v. 276-278, p. 958-959.

28.V.L. Aksenov, Yu.V. Nikitenko, S.V. Kozhevnikov, Spin-flip spatial neutron beam-splitting in magnetic media, - Physica B, 2001, v. 297, p. 94-100.

29.Yu.V. Nikitenko, New development of a small-angle neutron scattering instrument for a pulsed neutron source. - Дубна, 1994. - 6 с. ( Препринт/ Объед. ин-т ядерн. исслед.: E13-94-283).

30.V.L. Aksenov, Yu. V. Nikitenko. Time collimation for elastic neutron scattering at a pulsed source. - Дубна, 1996. - 10 с. ( Препринт/ Объед. ин-т ядерн. исслед.: E13-96-149).

31.V.L. Aksenov, Yu.V. Nikitenko, S.V. Kozhevnikov. Polarization analysis with spatial neutron beam-splitting. Annual Report FLNP, 2001, p. 142-145; Proceedings of JINR-Romanian Workshop "Advanced materials and their characterization", Dubna, Russia, March 18-22, 2002.

32.Yu.V. Nikitenko. A wide-spectrum neutron polarizer for a pulsed neutron source. - Dubna, 1994. -4 p. ( Препринт/ Объед. ин-т ядерн. исслед.: E13-94-284).

33.Yu.V. Nikitenko, Yu.M. Ostanevich. Proposal of a wide-band mirror polarizer of slow neutrons at a pulsed neutron source. - Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 1993, v. 325, p. 485¬488; Материалы международного семинара по структурным исследованиям на импульсных источниках нейтронов, Дубна, 1-4сентября 1992г, c. 246-253.

34.E.B. Dokukin, Yu.V. Nikitenko. On variants of the neutron adiabatic spin flipper. - Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 1993, v. 330, p. 462-464.

35.Yu.V. Nikitenko. Possibilities of creating a wide-spectrum neutron polarizer for pulsed neutron sources. - Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 1994, v. 337, p. 441-444.

36.V.L. Aksenov, Yu.V. Nikitenko. Layered nanostructures as elements of the neutron spin-echo spectrometer. - Proceedings of the ILL Millenium Symposium, 6-7 April 2001, Grenoble, France. Printing: Imprimerie des Deux-Ponts, July 2001, p. 323-325.

37.V.L. Aksenov, Yu.V. Nikitenko. Layered structures as elements of the neutron spin-echo reflectometer. - Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 2002, v. 187, p. 560-565.

38.V.L. Aksenov, E.B. Dokukin, S.V. Kozhevnikov, Yu.V. Nikitenko. Spin-precessor intended for microstructure investigations at ultrasmall-angle neutron spectrometer. - Physica B, 2004, v. 345, p. 254-257.

39.V.L. Aksenov, V.I. Bodnarchuk, S.V. Kozhevnikov, Yu.V. Nikitenko. Three-layered Fe/Si/Cu structure as a neutron spin-precessor for low-frequency spectrometry of thin layers and surfaces. -Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2004, v. 272-276, p. 845-847.

40.Yu.V. Nikitenko, V.A. Ulyanov, 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 IBR-2 pulsed reactor. - Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 2006, v. 564, p. 395-399.

41.В.Л. Аксёнов, К.Н. Жерненков, С.В. Кожевников, Х. Лаутер, В. Лаутер-Пасюк, Ю.В. Никитенко, А.В. Петренко. Спектрометр поляризованных нейтронов РЕМУР на импульсном реакторе ИБР-2.- Дубна, 2004. - 34 с. ( Сообщения/ Объед. ин-т ядерн. исслед.: Д13-2004-47).

42.V.L Aksenov, Yu.V. Nikitenko, A.A. Osipov. Neutron Nano-Spin-Echo Spectrometer Based on Magnetic Nanostructures. - Crystallography Reports, 2007, v. 52, No. 5, p. 901-905.

43.О.В. Фатеев, Г. А. Черёмухина, С.П. Черненко, Ю.В. Заневский, H. Lauter, V.V. Lauter, С.В. Кожевников, Ю.В. Никитенко, А.В. Петренко. Позиционно-чувствительный детектор для спектрометра поляризованных нейтронов. - Приборы и техника эксперимента, 2001, № 2, с. 5 - 12.

44.V.L. Aksenov, S.V. Kozhevnikov, Yu.V. Nikitenko. Neutron scales. - Дубна, 1998. - 4 с. ( Сообщения/ Объед. ин-т ядерн. исслед.: E 14-98-373).