Введение 3
Глава 1. Теоретические сведения 4
1.1. Оптические свойства нейтрона 4
1.2. Наноструктуры 8
1.3. Рефлектометр и результат его работы, как метод исследования наноструктур 10
Глава 2. Моделирование и проведение эксперимента 12
2.1. Программная среда Microsoft Visio 12
2.2. Методы Монте-Карло 12
2.3. Программная среда Mcstas 14
2.4. Библиотека iFit 15
2.5. Программная среда Matlab 15
2.6. Программная среда UNISON 16
2.7. Программная среда Lab Windows 17
Глава 3. Анализ и вывод расчетных данных 20
3.1. Схематическое представление рефлектометра 20
3.2. Создание программного кода для построения модели простого рефлектометра с
помощью программы Mcstas 21
3.2.1. Установка нейтронного время-пролетного рефлектометра 27
3.2.2. Структура программы Spertrum view 28
3.2.3. Компоненты и оформление 30
3.2.4. Листинг 32
3.2.5. Графическое представление результатов в программе Spertrum view 40
Заключение 43
Литература 44
Приложение 1 . Программный код модели нейтронного рефлектометра в МcStas 45
Приложение 2. Spectrum view.h 51
Приложение 3. Spectrum view.uir 53
Приложение 4. Spectrum view.c 53
Такой метод исследования как нейтронная рефлектометрия, зародился в процессе проведения многочисленных экспериментов, связанных с растущим интересом к слоистым тонкопленочным наноструктурам. Данное явление объяснимо: интерес подкреплен развитием нанотехнологий, позволяющих приходить к все более оптимальным и компактным решениям многих как технических, так и научных задач.
Нейтронная рефлектометрия находит себе применение не только в квантовых исследованиях и созданиях нового оборудования, но и в электронной и оптической промышленности.
В методе проведения эксперимента нейтронной рефлектометрии используются два типа нейтронных пучков: монохроматические и «белые» пучки, т.е. с широким спектральным распределением. В случае с монохроматическим пучком для сканирования обратного пространства используются измерения на различных углах скольжения. А для второго вида пучка используется всего один, фиксированный угол скольжения, для него измеряются сечения рассеяния в зависимости от нейтронной длины волны по время-пролетной методике. Однако, если следует отсканировать более широкую область измерения по время-пролетной методики могут проводиться так же и на нескольких углах скольжения. Поэтому использование монохроматических и «белых» нейтронных пучков, позволяет отвечать на одни и те же задачи исследования [2].
Целью данной выпускной квалификационной работы является изучение методологии исследования образцов наноструктур с использованием нейтронного пучка, имеющего широкое спектральное распределение методом нейтронной рефлектометрии.
Целью данной работы было изучение метода исследования образцов многослойных наноструктур с использованием нейтронного пучка, имеющего широкое спектральное распределение методом нейтронной рефлектометрии. Была построена модель с помощью программной среды Mcstas простого рефлектометра с фиксированной длиной волны и реального комбинированного рефлектометра ТНР - с возможностью переключения режимов от фиксированной длины волны до время-пролетного метода сканирования. А так же осуществлены результаты в виде графических интерпретаций: в первой, ознакомительной модели посредством связи библиотекой iFit с выводом в инженерно-математическую среду Matlab; для второй многоканальной версии была написана программа в среде программирования LabWindows и успешно запущена с полученными данными эксперимента.
