Etude theorique et experimentale de reflecteurs multicouches interferentielles pour neutrons : supermiroirs

Theoretical and experimental study of interferential multilayer reflectors for neutrons: supermirrors

• Auteur / Autrice : MALEK MAAZA
• Direction : Florin Abelès
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1991
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

L'etude a porte sur la realisation de guides a neutrons en structure supermiroir (ni-ti) performants tant sur le plan optique que sur le plan morphologique. En premier, nous decrivons le formalisme de l'optique neutronique en rapprochant avec l'optique electromagnetique classique, plus particulierement les radiations x. Nous avons essentiellement employe la technique de reflectometrie neutronique pour caracteriser les echantillons. En seconde partie, on presente les resultats experimentaux; on minimise la rugosite et l'alteration chimique en modifiant la pression de polissage ainsi que la granulometrie de l'oxyde de polissage. La rugosite interfaciale des contraintes locales, liees a la cristallinite des couches de nickel et de titane, a ete reduite par une carburation des couches de nickel, engendrant une amorphisation de celles-ci. La diffusion unidirectionnelle du nickel vers le titane a ete bloquee par le depot d'une couche ultra-mince de carbone agissant comme une barriere anti-diffusion. L'alteration d'un multicouche (ni-ti) au-dessus de 493 k semble liee a une modification du regime de diffusion du nickel dans le titane. Le contraste d'indice et donc la reflectivite neutronique ont ete ameliores par hydrogenation des couches de titane au cours du depot. Le contraste a ainsi ete augmente de 50%. Une approche similaire a permis d'obtenir un gain de 20% sur le contraste d'indice en carburant les couches de nickel. La combinaison de ces deux derniers effets constitue le prolongement immediat de ce travail. Elle pourrait encore ameliorer a la fois la reflectometrie et l'angle critique en couplant des empilements de type mezei-dagleish et haytermook. Nous avons montre par simulation qu'un empilement de ce type constitue de 15 bicouches (ni#xc-tih#2) a une reflectivite equivalente a celle de 60 bicouches (ni-ti)