Development and demonstration of in-situ SEOP He spin filter system for neutron spin analyzer on the SHARAKU polarized neutron reflectometer at J-PARC

J-PARC偏極中性子反射率計SHARAKUにおけるHeスピンフィルターの開発

林田 洋寿; 奥 隆之   ; 吉良 弘*; 酒井 健二 ; 武田 全康  ; 坂口 佳史*; 猪野 隆*; 篠原 武尚   ; 大山 研司*; 鈴木 淳市*; 加倉井 和久; 水沢 まり*; 宮田 登*; 山崎 大   ; 丸山 龍治   ; 曽山 和彦  ; 新井 正敏

Hayashida, Hirotoshi; Oku, Takayuki; Kira, Hiroshi*; Sakai, Kenji; Takeda, Masayasu; Sakaguchi, Yoshifumi*; Ino, Takashi*; Shinohara, Takenao; Oyama, Kenji*; Suzuki, Junichi*; Kakurai, Kazuhisa; Mizusawa, Mari*; Miyata, Noboru*; Yamazaki, Dai; Maruyama, Ryuji; Soyama, Kazuhiko; Arai, Masatoshi

J-PARCの試料垂直型偏極中性子反射率計「写楽」における磁気薄膜の構造解析を目指した偏極解析デバイス開発の一環として、Heスピンフィルターの開発を行った。本実験では直径35mm, 長さ55mmのHeスピンフィルターセルを用いた。Heガス圧は2atmであった。実験期間5日間に渡り、He核スピン偏極率は63%を保つことができ、中性子偏極率は、波長0.35nm以上の中性子に対して95%以上の極めて高い偏極率を達成した。テスト試料として、巨大磁気抵抗膜であるFe/Cr多層膜を用いた。本試料は低磁場中ではCr層を挟んでFe層が反強磁性結合を形成し、巨大磁気抵抗を発現する。Heスピンフィルターを初めて導入した今回の非鏡面反射率測定実験において、低磁場200Oe中では反強磁性結合に起因する鏡面反射のピークと非鏡面反射を観測し、強磁場10kOe中では反強磁性結合の消失に伴って鏡面反射のピーク、及び非鏡面反射ともに観測されず、期待される結果を得た。これらのことから、十分に実用に耐えうるHeスピンフィルターが開発されたことが示された。

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