Метод опорного слоя Gd для случая двух рефлектометрических экспериментов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В статье представлен подход к определению модуля и фазы коэффициента отражения нейтронов с использованием опорного слоя гадолиния, позволяющий сократить количество необходимых экспериментов с трех до двух. Показано, что возможно восстановить амплитуду отражения по результатам только двух рефлектометрических экспериментов. Однако, при проведении двух экспериментов расчет амплитуды отражения осложняется тем, что вместо одного будет два решения. Поэтому необходимо провести оценку полученных результатов, так как одно из этих решений не будет иметь физического смысла. Оценку результатов проводят на основании априорной информации об образце или с помощью дополнительного моделирования потенциала взаимодействия. Подробно описана теория предлагаемого подхода, проведена его апробация на модельных численных расчетах для пленки Al2O3//Ti. Представлены экспериментальные результаты для тестовых образцов Al2O3//Nb и Si//Cr/Fe/Cr. Проведено сравнение амплитуд отражения, полученных при обработке трех и двух экспериментов. Обнаружено, что в условиях недостаточной статистики проведение двух экспериментов предпочтительнее, так как решение, в данном случае, содержит меньше артефактов математической обработки.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. С. Никова

Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: e.nikova@mail.ru
Россия, Екатеринбург

Ю. А. Саламатов

Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН

Email: e.nikova@mail.ru
Россия, Екатеринбург

Е. А. Кравцов

Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН

Email: e.nikova@mail.ru
Россия, Екатеринбург

Список литературы

  1. de Haan V.O., van Well A.A., Sacks P.E., Adenwalla S., Felcher G.P. // Phys. Rev. B. 1996. V. 221. P. 524.
  2. Majkrzak C.F., Berk N.F. // Phys. Rev. B.1995. V. 52. P. 10827.
  3. Никова Е.С, Саламатов Ю.А., Кравцов Е.А., Макарова М.В., Проглядо В.В., Устинов В.В., Боднарчук В.И., Нагорный А.В. // Физика металлов и металловедение. 2019. V. 120. P. 913.
  4. Никова Е.С., Саламатов Ю.А., Кравцов Е.А., Проглядо В.В., Жакетов В.Д., Миляев М.А. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2022. № 11. P. 15. https://doi.org/10.31857/S1028096022110176
  5. de Haan V.O., van Well A.A., Adenwalla S., Felcher G.P. // Phys. Rev. B. 1995. V. 52. № 15. P. 10831
  6. Majkrzak C.F., Berk N.F. // Phys. Rev. B. 1998. V. 58. P. 15416.
  7. Majkrzak C.F., Berk N.F., Silin V. // Phys. Rev. B. 2000. V. 283. P. 248.
  8. Leeb H., Grötz H., Kasper J., Lipperheide R.// Phys. Rev. B. 2001. V. 63. P. 045414
  9. Lynn J.E., Seeger P.A. // Atomic Data and Nuclear Data Tables. 1990. V. 44, Iss. 2. P. 191
  10. Никова Е.С., Саламатов Ю.А., Кравцов Е.А. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2023. № 7. P. 102. EDN: TEZEMM https://doi.org/10.31857/S1028096023070117
  11. Agranovich Z. S., Marchenkow V. S. The inverse Problem of Scattering Theory. Gordon and Breach. New York. 1963. 290 p.
  12. Chadan K., Sabatier P. C. Inverse Problems in Quantum Scattering Theory. Text and Monographs in Physics. Springer. Berlin. 2nd ed., 1989. 250 p.
  13. Kay I. // Comm. Pure and Appl. Math.1960.V. 13. P. 371.
  14. Levenberg K. A // Quart. Appl. Math. 1944. V. 2. P. 164.
  15. Marquardt D.// SIAM Journal on Applied Mathematics.1963. V. 11 (2). P.431.
  16. Majkrzak C.F., Berk N.F., Perez-Salas U.A. // Langmuir. 2003. V. 19, P. 7796.
  17. Paul E. Sacks and Tuncay Aktosun // SIAM J. Appl. Math. 2000. V. 60, № 4, P.1340.
  18. Nikova E.S., Salamatov Yu.A, Kravtsov E.A., Bodnarchuk V.I., Ustinov V.V. // Physica B. 2019. V. 552. P. 58.
  19. Nikova E.S., Salamatov Yu. A. , Kravtsov E. A. , Ustinov V. V. , Bodnarchuk V. I. , Nagorny A. V. // J. Surf. Invest.: X-Ray, Synchrotron Neutron Tech. 2020. V. 14. P. 164.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Возможные варианты представления амплитуд отражения нейтронов по двум экспериментам, как двух окружностей в комплексной плоскости.

Скачать (64KB)
3. Рис. 2. Модельные рефлектометрические кривые для структуры Al2O3//Ti(500 Å)/V(20 Å)/Gd(50 Å)V(50 Å) для двух углов падения 3.3 мрад (1) и 10.1 мрад (2).

Скачать (16KB)
4. Рис. 3. Модули (а) и фазы (б) амплитуды отражения системы Al2O3//Ti(500 Å)/V(20 Å) в сравнении с модельными данными: первое решение (1), второе решение (2), модельные данные (3).

Скачать (32KB)
5. Рис. 4. Экспериментальные рефлектометричекие кривые для системы Al2O3// Nb(500 Å)/V(15 Å)/ Gd(100 Å)/V(150 Å) при углах падения пучка нейтронов 5.0 мрад (1); 8.8 мрад (2).

Скачать (10KB)
6. Рис. 5. Модули (а) и фазы (б) амплитуды отражения системы Al2O3// Nb(500 Å)/V(15 Å) в сравнении с данными по трем рефлектометрическим экспериментам: первое решение (1), второе решение (2), данные по трем экспериментам (3).

Скачать (25KB)
7. Рис. 6. Экспериментальные рефлектометрические кривые для системы Si//Cr(287 Å)/Fe(299 Å)/Cr(186 Å)/Gd(50 Å)/V(50 Å) при углах падения пучка нейтронов 3.1 мрад (1); 9.0 мрад (2).

Скачать (11KB)
8. Рис. 7. Модули (а) и фазы (б) амплитуды отражения системы Si//Cr(287 Å)/Fe(299 Å)/Cr(186 Å): первое решение (1), второе решение (2). Для примера представлены перемешанные решения.

Скачать (22KB)
9. Рис. 8. Модули (а) и фазы (б) амплитуды отражения системы Si//Cr(287 Å)/Fe(299 Å)/Cr(186 Å): данные по двум экспериментам (1), данные по трем экспериментам (2).

Скачать (25KB)

© Институт физики твердого тела РАН, Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».