Нейтронные методы исследования конденсированных сред

(Е.С.Клементьев)
  1. Физические предпосылки использования нейтронов в физике конденсированного состояния. Особенности взаимодействия нейтронов с веществом, волновые свойства нейтрона. Ядерное и магнитное рассеяние нейтронов. Дважды дифференциальное сечение рассеяния нейтронов. Когерентное и некогерентное рассеяние нейтронов. Корреляционные функции. Преимущества и недостатки рассеяния нейтронов по сравнению с другими видами излучений и частиц (электроны, фотоны, мюоны).
  2. Физические задачи, решаемые с помощью рассеяния нейтронов. Особенности источников нейтронов, используемых для исследования конденсированного состояния. Формирование пучков неполяризованных и поляризованных нейтронов. Монокристальные и временипролетные установки. Основные типы нейтронных приборов: дифрактометры, спектрометры неупругого рассеяния нейтронов, рефлектометры, установки для малоуглового рассеяния, спин-эхо спектрометры.
  3. Основные понятия физики конденсированного состояния, важные для нейтронных исследований: Кристаллические структуры. Прямая и обратная решетка. Квазичастицы и элементарные возбуждения в конденсированных средах. Методы исследования квазичастиц.
  4. Условия на образце в нейтронных исследованиях конденсированных сред. Методика получения высоких давлений, низких и высоких температур, высоких магнитных полей.
  5. Структурная и магнитная нейтронная дифрактометрия. Экспериментальная техника для нейтронной дифракции. Методы анализа нейтронограмм.
  6. Нейтронная спектроскопия. Основы техники эксперимента на спектрометрах по времени пролета. Трехосный кристаллический спектрометр: универсальный инструмент исследования спектров элементарных возбуждений кристаллов. Нейтронная спектроскопия с высоким энергетическим разрешением. Использование нейтронов для изучения атомных колебаний. Исследования дисперсионных кривых фононов.
  7. Использование нейтронов для исследований по динамике магнитного момента в различных материалах. Спектроскопия магнитных возбуждений в магнитоупорядоченных и парамагнитных средах. Магнитный формфактор. Физические задачи, решаемые с помощью поляризованных нейтронов. Методы разделения ядерной и магнитной составляющей в экспериментальных нейтронных спектрах.
  8. Радиационная физика твердого тела. Основные представления о взаимодействии ядерного излучения с веществом, передаче энергии атомам среды. Типы дефектов. Кинетика радиационного повреждения. Фазовые превращения в твердых телах под облучением. Моделирование в радиационной физике твердого тела.
  9. Перспективы и направления развития нейтронных методов в физике твердого тела. Использование рассеяния нейтронов для исследования систем с сильными электронными корреляциями. Тяжелые фермионы, нестабильная валентность, необычная сверхпроводимость, магнетизм пониженной размерности. Основные направления развития нейтронных методов исследования вещества. Совершенствование экспериментальной базы. Комплиментарность с другими методами.

Основная литература
1. H. Schober, Neutron scattering instrumentation, in Neutron Scattering Applications and Techniques, editors I. Anderson, A. Hurd, R. McGreevy, Springer, 2009.
2. Э.А. Коптелов, Радиационные эффекты в твердых телах: лекционный курс, М., ИЯИ РАН, 2001.

Дополнительная литература
1. Stephen W. Lovesey, Theory of neutron scattering from condensed matter, Vol. 2, Oxford science publication, 1982.
2. F. Hippert, E. Geissler, J.-L. Hodeau, E. Lelievre-Berna, J.-R. Regnard, Neutron and X-ray spectroscopy, Springer Publ. The Netherlands, 2006
3. В.В. Федоров, Нейтронная физика, учебное пособие, издательство ПИЯФ, 2004.


WWW.INR.RU 2001 © webmasters