Эффект Зеемана при малоугловом рассеянии
(реферат)
Эффект Зеемана приводит к появлению незеркальных отражений и соответствующих пиков интенсивностей в преломленных пучках, для понимания чего достаточно рассмотреть результат прохождения нейтронной волны через границу раздела двух доменов с индукциями Bi и Bk, угол a между направлениями которых меньше 90°. Предположим, что в первом домене спин нейтрона S↑↑Bi. После прохождения границы вероятности реализации состояний S↑↑Bk и S↑↓Bk равны cos2(a/2) и sin2(a/2). Соответствующие изменения потенциальной энергии: DU1 = m(Bk - Bi) и DU2 = m(Bk + Bi). При упругом рассеянии изменения DU компенсируются изменениями кинетической энергии. При этом скорость нейтрона изменяется в направлении градиента потенциала, т.е. перпендикулярно границе раздела. Поэтому в параметрах угловых распределений интенсивностей содержится информация о магнитной текстуре образца.
Для решения некоторых общих задач физики магнитных материалов наиболее удобным методом может оказаться рефлектометрия поляризованных нейтронов. Но после анализа большого объема экспериментальных данных установлено, что все особенности угловых распределений отраженных нейтронов являются частным случаем малоуглового рассеяния. Поэтому для исследований в этом направлении стали использоваться пленки, фольги и массивные образцы.
При любых измерениях к образцу должно быть приложено магнитное поле H, направление и величина которого зависит от решаемой задачи. Детекторной системой измеряются угловые распределения интенсивностей J(ij), где символы i и j выбраны для указания направления спина S нейтрона до входа в образец и после выхода из него, соответственно. Значению символов 0 или 1 соответствуют состояния S↑↑H или S↑↓H. (При анализе результатов измерений необходимо учитывать, что магнитный момент нейтрона m↑↓S.) Основная цель выполняемых работ - исследование эволюции магнитных текстур при термической или магнитной обработке образцов, что необходимо, в частности, для проверки предложенной автором модели термомагнитного эффекта [2].
Большая часть измерений выполнялась на анизотропных Co-Fe пленках, в которых имеется сильная однонаправленная магнитная текстура, что позволило получить [3, 4] наглядные результаты, которые невозможно объяснить наличием «латеральных флуктуаций плотности длины рассеяния нейтронов с размерами меньше латеральной проекции длины когерентности нейтрона». Для иллюстрации возможностей предлагаемой методики исследований далее приводятся результаты измерений.
Рис.1.
Пленка состава Co67Fe31V2 толщиной 1.2 мкм была напылена на полированную поверхность монокристаллического кремния (d = 0.3 мм, Ø = 75 мм). Измерения выполнялись на установке «Вектор» (реактор ВВР-М, Гатчина). На рис. 1 приведены распределения интенсивностей для исходного и других состояний магнитной текстуры образца, которые получились после приложения магнитных полей. (Поле H = 4 Э практически не влияет на доменную структуру этой пленки, так как ее коэрцитивная сила Hc » 40 Э.) Магнитное поле прикладывалось параллельно плоскости пленки вдоль легкой оси намагничивания. Угол между плоскостью пленки и направлением прямого пучка j » 38′.
Детальное изложение методики обработки результатов рефлектометрических измерений приведено в статье [4]. ............
