基于大 m 值 11B4C 的 Ni/Ti 超镜中子光学的材料设计优化
材料科学
2024-04-05 v1
摘要
最先进的Ni/Ti超镜中子光学由于界面宽度的限制，其反射强度有限且中子能量范围受限。掺入低中子吸收的11B4C可增强反射率并允许沉积更薄的层，从而能够实现具有更高m值的更高效超镜。然而，掺入11B4C会降低光学对比度，限制了在低散射矢量处可达到的反射率，使得该方法不可行。本研究探索了多种优化含11B4C的Ni/Ti超镜材料设计的方法，旨在维持低散射矢量处的高反射率，并在大散射矢量处实现低界面宽度。针对30 {\AA}、48 {\AA}和84 {\AA}的多层周期，研究了纯Ni/Ti多层膜、在Ni和Ti层中共沉积11B4C的多层膜、仅在Ni层中共沉积11B4C的多层膜，以及在Ni和Ti层之间以薄夹层形式掺入11B4C的多层膜的散射长度密度对比与界面宽度之间的关系。结果表明，采用深度渐变混合材料设计——在约26 {\AA}以下的Ni和Ti层内部掺入11B4C，并在较厚的Ni和Ti层之间引入1.5 {\AA}的11B4C夹层——可以在整个散射矢量范围内获得比最先进Ni/Ti多层膜更高的反射率。
引用
@article{arxiv.2404.03390,
title = {Material design optimization for large-m 11B4C-based Ni/Ti supermirror neutron optics},
author = {Sjoerd Stendahl and Naureen Ghafoor and Anton Zubayer and Marcus Lorentzon and Alexei Vorobiev and Jens Birch and Fredrik Eriksson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.03390},
year = {2024}
}