中子自旋相位成像技术在非晶金属薄膜磁化分布研究中的创新应用

本文推荐：本研究开发了中子自旋相位成像（NSPI）技术，通过射频翻转器（RF flippers）实现>95%的翻转效率，在0.4 mm空间分辨率和24 mm×27 mm视场下，首次实现了非晶金属薄膜（如Metglas? 2605S3A）在0.09-1.36 mT外场中磁化分布的体相观测，为高磁导率材料在能源器件中的优化提供了新方法。

　　

Highlight

中子自旋相位成像装置

实验在美国橡树岭国家实验室（ORNL）高通量同位素反应堆（HFIR）的CG-4B束线完成。采用5.5 ?单色中子束，通过超镜V腔极化后，由6 mm×9 mm狭缝（Slit-1）准直。两组射频翻转器（RF flippers）在静态磁场与导向磁场B_g匹配时，实现中子自旋态ψ₊/ψ_-的精准调控，其动能差为零，确保样品磁场积分B_sL的独立测量。

非晶金属薄膜的NSPI实验

测试样品为未退火的Metglas? 2605S3A（Fe₇₇Cr₂B₁₆Si₅），厚度0.02 mm，宽度50 mm。通过Mu金属轭形成磁路，降低退磁场效应。在0.091-1.361 mT外场下，观测到1.1-1.4 T的随机磁化分布，证实该技术对非晶材料体相磁响应的探测优势。

结论

NSPI技术在HFIR的成功开发，实现了0.4 mm空间分辨率和1.23倍放大比。通过螺线管线圈验证相位测量精度，并首次揭示非晶薄膜的体相磁化特性，为磁性材料在电力电子器件中的应用提供新视角。