Brevet FR2679064A1 — publié le 19930115

DISPOSITIF A NEUTRONS INCLUANT UN MIROIR MULTICOUCHES L'invention concerne un dispositif à neutrons muni d'un miroir multicouches ayant un pouvoir réflecteur élevé pour un faisceau de neutrons et constitué d'au moins une structure comprenant un nombre N de systèmes bicouches espacés entre eux d'une distance d, ces systèmes étant formés d'une couche d'un matériau réflecteur et d'une couche d'un matériau espaceur empilées, ces matériaux étant d'indices optiques différents. L'invention trouve son application dans la réalisation de monochromateurs à faisceaux de neutrons. L'invention trouve également son application dans la réalisation de guides pour faisceaux de neutrons. Il est déjà connu un monochromateur muni d'un miroir pour faisceau de neutrons. Par exemple la publication intitulée "High Reflectivity Multilayer Monochromator for Neutrons" par A.M. SAXENA dans J. Appl. Cryst. (1986) Vol.191 pp.123-130, décrit la fabrication pour l'application aux monochromateurs de miroirs multicouches incluant le système bicouches formé des matériaux Ti/Ni, où Ti est l'espaceur et Ni est le matériau réflecteur, ces matériaux ayant des indices optiques différents. Selon le document cité, on fabrique les miroirs connus par pulvérisation r.f. La réflectivité des miroirs est mesurée avec un faisceau de neutrons ayant une divergence de 0,29 mrd et une largeur de faisceau de Or 32 nm. Le but recherché dans le dispositif connu est la réduction des imperfections des couches et l'amélioration de la réflectivité. A cet effet, il est recherché de réaliser des miroirs au moyen de bicouches ayant l'espacement le plus faible possible. Par espacement il faut entendre l'épaisseur du système bicouches Ni/Ti dans la structure multicouches. Selon le document cité, on peut atteindre une réflectivité de 0,95 à 1, avec un espacement de l'ordre de 6nm dans la structure Ni/Ti, et un nombre de bicouches de l'ordre de 900, ou bien encore avec un espacement de l'ordre de 8 nm et un nombre de 214 bicouches. Donc le document cité enseigne que la réflectivité diminue ou bien si le nombre de bicouches diminuer ou bien si l'espacement diminue. Or pour l'application à la réalisation de monochromateurs à neutrons, il est utile de réaliser des miroirs à neutrons dans lesquels l'espacement du système bicouches est faible. En effet, un espacement faible conduit à des angles de rasance plus grands, ce qui permet de mieux séparer le faisceau réfléchi du faisceau incident. Ceci conduit par ailleurs à la diminution de l'épaisseur de la structure multicouches. De plus la surface d'un miroir nécessaire à réfléchir en faisceau incident sous un angle plus grand, est plus petite ; donc le miroir est plus facile à réaliser. En outre la diminution de l'espacement permet d'améliorer la résolution du monochromateur. Le document cité enseigne aussi qu'il est possible d'appliquer les miroirs multicouches Ni/Ti au confinement de guides à neutrons. A cet effet il convient de réaliser à la surface des guides des super-miroirs dans lesquels l'espacement du système bicouches est graduellement changé pour obtenir une forte réflectivité sur une large bande de longueurs d'onde. Il est alors essentiel que la réflectivité soit élevée et uniforme car, dans le guide, le faisceau de neutrons peut être réfléchi sur les parois jusqu'à 15 fois. Si la réflectivité descend en dessous de 0,8, il se produit alors des pertes importantes sur la longueur du guide. De plus l'angle de réflexion critique dans un super-miroir est également dépendant de l'espacement.Il en résulte que le flux qui sort d'un guide à neutrons sera plus grand lorsque les valeurs de l'angle critique sont plus grande, donc lorsque l'espacement est plus petit. Cependant, selon le document cité un espacement inférieur à 6 nm n'est pas atteint avec le système Ni/Ti, et le nombre des bicouches nécessaires à l'obtention d'une réflectivité correcte reste de l'ordre de 900. Sinon la réflectivité est de l'ordre de 0,45 pour 300 couches selon les mesures, lesquelles sont moins favorables que les valeurs de la courbe théorique relatives à des couches parfaites, qui est donnée aussi dans la publication citée. En résumé, d'une part les monochromateurs munis de miroirs à systèmes Ni/Ti connus présentent une mauvaise séparation des faisceaux incidents et réfléchis, une mauvaise résolution, et les miroirs sont difficiles à réaliser. Et d'autre part, les guides réalisés au moyen des systèmes Ni/Ti connus ont toujours un mauvais confinement quand l'angle critique est de l'ordre de 3 Oc En effet, pour réaliser le confinement d'un guide il faudrait réaliser un super-miroir formé de structures multicouches composites comprenant au moins trois structures ayant chacune 900 systèmes bicouches soit 2700 bicouches. Mais cela est impossible, le nombre des bicouches étant trop grand tout au moins cela est impossible en développement industriel à grande échelle. L'homme du métier devra donc se limiter à des structures composites de chacune 300 bicouches soit 900 bicouches au total. La réflectivité sera donc faible et les pertes dans le guide seront élevées. Ainsi pour l'application à la réalisation de guides à neutrons, il est utile de réaliser des super-miroirs à plusieurs structures de bicouches d'espacement différents, ayant chacune une forte réflectivité au centre du premier pic de Bragg obtenue avec un nombre de bicouches peu élevé, tout en ayant aussi un espacement aussi faible que possible. Il serait par exemple souhaitable que le super miroir n'inclut pas plus de 800 bicouches en tout et présente une réflectivité supérieure à 95 % pour chaque longueur d'onde correspondant aux différents espacements.Or, il se trouve que les désavantages présentés par la structure de miroir connue, à savoir la diminution de la réflectivité dans des limites inadmissibles lorsque l'espacement ou le nombre des bicouches diminuent dans les limites nécessaires aux applications, ne peuvent être évités, car ces propriétés sont imputables au système Ni/Ti lui-même. Le système connu présente par ailleurs d'autres inconvénients également inhérents à la présence du nickel. En effet, le nickel produit une rugosité d'interface qui est due au fait qu'il cristallise au-delà d'une certaine épaisseur de couche de l'ordre de 2 nm. Il en résulte que d'une part il est très difficile de diminuer l'espacement du bicouche dans la structure multicouches Ni/Ti, car, la rugosité d'interface, ainsi que d'ailleurs l'interdiffusion des matériaux, détermine l'espacement minimal du système bicouches. D'autre part, les structure Ni/Ti ayant un faible espacement sont difficiles à réaliser avec des épaisseurs uniformes. Or une seule couche d'épaisseur incorrecte dans une telle structure conduit à un désaccord de phase entre les neutrons diffractés par la couche précédente et la couche suivante. Du fait du grand nombre des bicouches nécessaire, alors les désordres dus à l'épaisseur ont un effet cumulatif sur les propriétés de diffraction. Donc il est difficile d'empiler un grand nombre de bicouches, ce qui fait que l'on ne peut, dans le système Ni/Ti, diminuer l'espacement et le nombre des bicouches pour deux raisons, l'une technologique car le matériau ne le permet pas, et l'autre physique car la réflectivité diminue dans des limites inadmissibles. Un des buts de l'invention est donc de fournir un dispositif muni d'un miroir à neutrons ayant une structure spécifique au moyen de laquelle la réflectivité est augmentée, à espacement de bicouches et nombre de bicouches égaux par rapport à ce qui était connu de l'état de la technique. Dans ces conditions, à réflectivité égaler la nouvelle structure selon l'invention pourra avoir des espacements de bicouches plus faibles ou bien un nombre N de bicouches inférieur, ou bien les deux, par rapport à ce qui était connu de l'état de la technique. Ainsi l'inconvénient physique qui était inhérent au système connu est donc vaincu. Les appplications industrielles aux monochromateurs et aux guides de neutrons montreront donc des performances améliorées. Dans un monochromateur, puisque le miroir a une structure dans laquelle l'espacement est moins grand, l'angle de rasance est plus grand, le faisceau principal n'est pas confondu avec le faisceau réfléchi, la surface réflectrice du miroir est moins grande et la définition est améliorée. Dans un guide de neutrons puisque le super-miroir présente à la fois un espacement d plus faible et un nombre de bicouches inférieur, l'angle critique de réflexion est plus grand, et, malgré un nombre faible de bicouches, la réflectivité reste élevée et suffisante pour éviter les pertes. D'autre part, un nombre suffisant de structures d'espacements différents est aussi réalisé pour obtenir une forte réflectivité sur une large bande de fréquences. Dans ce cas ces empilements ne nécessitent plus un nombre rédhibitoire de bicouches. Par exemple 800 bicouches d'espacement graduellement changés suffisent pour obtenir une réflectivité de 99 % sur une largeur de bande de 3 #c. Un autre but de l'invention est de proposer un tel dispositif dans lequel les matériaux présentent moins de rugosité d'interface et moins d'interdiffusion. De cette manière, ces défauts ne limitent pas la diminution de l'espacement d des bicouches, et ne limitent pas non plus la réflectivité. Ainsi l'inconvénient technologique qui était lié au système connu est donc vaincu. Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif muni d'un miroir multicouches pour neutrons dans lequel, de plus, les couches elles-mêmes sont faciles à réaliser et sont en particulier obtenues aisément de l'épaisseur voulue. De cette manière les miroirs sont d'un coût réduit. Et de plus, ils présentent des performances supérieures. Notamment les propriétés de diffraction sont moins détériorées par les défauts d'épaisseur et ainsi la réflectivité est aussi augmentée. Ces buts sont atteints et ces avantages obtenus au moyen d'un dispositif tel que décrit dans le préambule dans lequel le matériau réflecteur est le nitrure de titane (TiN) et le matériau espaceur est le titane (Ti). Cette nouvelle structure ayant comme système bicouche TiN/Ti présente des propriétés intéressantes - la différence d'indices optiques entre le matériau réflecteur et le matériau espaceur est plus grande ; la réflectivité s'en trouve donc augmentée toutes choses étant égales par ailleurs - le matériau TiN est amorphe contrairement au Ni qui était cristallisé à température ordinaire. La réflectivité est donc là aussi augmentée, les propriétés de diffraction étant peu détériorées. Mais il résulte de cette propriété que l'on peut facilement maintenant diminuer les espacements de couches d, et obtenir des couches minces, uni formes et facilement empilables - le matériau Ti aussi bien par lui-même que dans les couches TiN n'est pas du tout absorbant.Donc lorsqu'on empile un grand nombre de couches, la réflectivité peut réellement atteindre la valeur de 1, qui était jusque là théorique - le système TiN/Ti est d'une réalisation facile car il résulte de la pulvérisation d'une source de Ti seule pour réaliser la couche de Ti, puis de la continuation de la pulvérisation de cette même source de Ti avec simple adjonction d'un flux d'azote en pression partielle faible pour réaliser la couche de TiN - les couches de TiN/Ti sont très résistantes mécaniquement. L'invention est décrite ci-après en détail en référence avec les figures schématiques annexées dont - la figure 1 qui représente une structure multicouches en coupe - la figure 2a qui représente un exemple de courbe de répartition d'un flux de neutrons incident en fonction de la longueur d'onde des neutrons - la figure 2b qui représente un exemple de répartition de la réflectivité d'un miroir à neutrons théorique, en fonction de la longueur d'onde des neutrons - la figure 2c qui représente un exemple de courbe de répartition d'un flux réfléchi de neutrons, par un miroir, en fonction de la longueur d'onde des neutrons - la figure 3 qui représente le nombre de bicouches N en fonction de l'espacement d, nécessaire pour obtenir une réflectivité R de 99 % à une longueur d'onde de neutrons de 0,6 nm, pour le système TiN/Ti selon l'invention, en trait plein, et en pointillés pour le système Ni/Ti connu - la figure 4a qui représente la réflectivité R en % en fonction de l'angle de rasance e en (*) pour le système TiN/Ti, lorsque la longueur d'onde de neutrons est X = 0,6 nm ; la courbe en traits pleins représente ces variables dans le cas où l'espacement d = 4 nm, et la courbe en traits discontinus dans le cas où l'espacement d = 6 nm - la figure 4b qui représente les mêmes variables pour X = 0,4 nm ; la courbe en trait plein correspondant à d = 6 nm et en traits discontinus à d = 4 nm. - la figure 4c qui représente les mêmes variables dans le cas où X = 0,6 nm, d = 6 nm, N = 40, la courbe en trait plein concernant un miroir à système TiN/Ti selon l'invention et la courbe en trait pointillés un miroir à système Ni/Ti connu ayant les mêmes caractéristiques - la figure 5a qui représente la réflectivité R en % en fonction du nombre de bicouches N pour le système Ni/Ti en pointillés, et TiN/Ti en trait continu dans le cas où l'espacement est d = 6 nm et la longueur d'onde X = 0,6 nm - la figure 5b représente la réflectivité R en % en fonction du nombre de bicouches N pour le système TiN/Ti, lorsque la longueur d'onde de neutrons est X = 0,6 nm ; la courbe en trait plein représente ces variables dans le cas où l'espacement d = 4 nm, et la courbe en traits discontinus dans le cas ou l'espacement d = 6 nm - la figure 6a qui représente une structure composite pour constituer un super miroir au moyen de trois structures formées de bicouches d'espacements différents respectivement d11 d2, d3, appliquée à un guide de neutrons - la figure 6b qui représente la propagation dans un guide de neutrons - la figure 7 qui représente la réflectivité d'un super miroir à neutrons en fonction de la longueur d'onde des neutrons d'un faisceau polyénergétique transporté par un guide - la figure 8 qui représente un bâti de pulvérisation cathodique réactive à diodes r.f. - la figure 9a qui représente une partie de ce bâti au niveau du porte-échantillon et la figure 9b qui représente le dispositif d'introduction du gaz réactif selon un flux laminaire parallèle au plan du porte-échantillon et à proximité immédiate de ce dernier. EXEMPLE I : Miroir àPeutrons Tel que représenté sur la figure 1, un miroir pour réfléchir les neutrons, fonctionnant par exemple dans un domaine de longueur d'onde de l'ordre de 0,4 à 0,6 nm, comporte, sur un substrat 10, une structure Il multicouches formée d'un nombre N de systèmes bicouches A-B empilés. Chaque système est formé d'une couche mince A de matériau réflecteur et d'une couche mince B de matériau espaceur., Par couches minces il faut entendre généralement des couches d'épaisseur inférieure à 20 nm, épaisseur qui peut descendre jusqu'à quelques nm. Une couche du matériau espaceur B est déposée en premier directement sur le substrat comme couche tampon. La structure 11 est terminée par une couche supérieure protectrice.Dans la structure selon l'invention la couche supérieure est faite du matériau espaceur B. Ainsi dans la structure multicouches 11, les couches A et B de matériaux réflecteur et espaceur sont alternées. Le système bicouches A-B a une épaisseur d, épaisseur qui constitue aussi le pas de répétition du bicouche dans la structure multicouche 11, encore appelé période d ou espacement d. La valeur des espacements d des systèmes bicouches peut être choisie entre environ 2 nm et environ 12 nm, et le nombre N de bicouches entre 20 et 300. Les matériaux réflecteur et espaceur ont des indices optiques aussi différents l'un de l'autre que possible. L'espaceur a l'indice le plus petit. Une structure multicouches formée de deux matériaux différents A et B telle que la structure 11 montrée sur la figure 1, forme effectivement un cristal unidimensionnel qui peut être utilisé pour réfléchir selon l'angle de Bragg un faisceau neutronique monoénergétique1 conformément à la théorie exposée succinctement plus loin, dans le développement concernant l'exemple II. Selon l'invention, on choisit dans tous les exemples décrits, comme matériau réflecteur A1 à la place du nickel connu, le nitrure de titane (TiN) et on conserve le titane (Ti) comme matériau espaceur B. Le titane a la propriété d'être extrêmement transparent aux neutrons. Il ne présente aucune absorption. Cette association nouvelle de matériaux AB coopère pour atteindre les buts de l'invention. En effet, les propriétés du système TiN/Ti sont très différentes de celles du système Ni/Ti. Tout d'abord le titane et le nitrure de titane présentent entre eux une différence d'indices optiques plus grande que celle que présentaient le nickel et le titane. Il en résulte immédiatement, avant toute autre considération d'ordre physique, que la réflectivité d'un miroir multicouches 11 ayant le nitrure de titane (TiN) et le titane (Ti) comme matériaux respectivement réflecteur et espaceur est plus grande que celle d'un miroir formé de systèmes Ni/Ti ayant le même nombre de bicouches, et le même espacement. En outre le nitrure de titane a la propriété très intéressante d'être amorphe, au contraire du nickel connu qui cristallise à température ordinaire au-delà d'une épaisseur de couche de l'ordre de 2 nm, ce qui était toujours le cas dans le système connu. Plusieurs avantages peuvent être tirés de cette propriété du nitrure de titane. D'abord la rugosité d'interface d'une couche amorphe est faible devant celle d'une couche cristallisée. Il en résulte que les propriétés de diffraction ne sont pas perturbées et que les performances du miroir obtenu sont améliorées. Notamment la réflectivité est améliorée. Ensuite, il n'existe plus de rugosité capable de limiter la diminution d'épaisseur des couches de TiN. Technologiquement il est donc facile de réduire l'espacement d des bicouches, Pour la même raison technologique, les épaisseurs de couches peuvent être plus régulières, ce qui a aussi pour conséquence l'amélioration des propriétés de diffraction et de réflectivité. Essentiellement, comme illustré par la figure 3 qui montre le nombre N de bicouches en fonction de l'espacement d, nécessaire pour obtenir une réflectivité de 99 % à X = 0,6 nm, la nouvelle association TiN-Ti permet d'obtenir cette réflectivité de 99 % avec un système bicouches ayant un espacement d inférieur à celui du système connu de l'état de la technique, et notamment inférieur à 6nm, qui était la barre inférieure qui n'avait pas pû être franchie dans le système connu. Egalement, la nouvelle association TiN-Ti permet d'obtenir cette réflectivité de 99 % avec un miroir ayant un nombre N de systèmes bicouches inférieur à ce qui était connu de l'état de la technique. Il en résulte que, si le nombre de systèmes bicouches est inférieur, le miroir est plus aisé à réaliser, et d'un coût réduit en fabrication industrielle.De plus, la fabrication ne met en oeuvre qu'une seule source métallique et un seul gaz réactif, l'azote en pression partielle dans un gaz porteur, l'argon par exemple, au lieu de deux sources métalliques. La fabrication est donc plus rapide. Le titane (Ti) montre encore une propriété avantageuse qui consiste dans le fait qu'il est très transparent aux neutrons. La structure TiN/Ti est donc pratiquement dépourvue d'absorption. Il en résulte que si le nombre N des systèmes bicouches est suffisant et l'espacement d approprié, une réflectivité de 1 peut réellement être atteinte au moyen de miroirs à neutrons formés de systèmes bicouches TiN/Ti. Autrement dit, on peut empiler un nombre de couches suffisamment grand pour obtenir une réflectivité de 1, sans être gêné par l'absorption. Il est vrai que cette propriété était déjà connue du système Ni/Ti. Encore faillait-il qu'elle ne soit pas détériorée en passant au système TiN/Ti. Un autre avantage du système TiN/Ti est que les couches formées sont mécaniquement très dures, donc très résistantes et solides dans le temps. EXEMPLE Il : monochromateur à neutrons Un monochromateur à neutrons peut avantageusement utiliser comme miroir une structure telle que celle qui a été décrite dans l'exemple I et qui est illustrée par la figure 1. Pour l'application à un monochromateur, la structure multicouches 11 est uniforme. C'est-à-dire que les espacements d sont les mêmes pour les bicouches A-B sur toute l'épaisseur de la structure 11. De plus les couches déposées sur le substrat 10 sont planes et d'épaisseur uniforme. Dans ces conditions si l'on envoie sur le miroir à neutrons un faisceau collimaté de neutrons monoénergétiques de longueur d'onde X et qui fait avec la surface de la structure un angle e (angle de rasance), ce faisceau est réfléchi selon la loi de Bragg si la longueur d'onde incidente A 4 où 4 est la longueur d'onde pour l'ordre mième de réflexion, selon la relation m 4 = 2d Sin e relation dans laquelle d et e ont été définis précédemment, et où m = 1, 2, 3... Par exemple à l'ordre 1 = 2d Sin 0. Cet enseignement est par exemple donné par la publication intitulée "Theory of Multilayer Neutron Monochromators" par V.F. SEARS, dans Acta Cryst. (1983), A 39, pp.601-608. Dans la pratique les faisceaux de neutrons incidents sur le miroir d'un monochromateur sont polyénergétiques. Le flux z total incident (exprimé en neutrons cm 2 S ) peut être écrit selon la relation où ( est le flux incident dans dA Le flux réfléchi peut être écrit de manière analogue La relation entre le flux total incident et le flux total réfléchi est déterminée par le pouvoir réflecteur ou réflectivité du monochromateur. Ainsi la réflectivité R(iQ est définie comme une fraction des neutrons incidents ayant la longueur d'onde Aqui sont réfléchis pour un angle e donné. d'où il vient que La réflectivité peut s'exprimer par la relation suivante dans laquelle RS(A) est la contribution de la réflexion spéculaire, Rm(A) est celle de la réflexion de Bragg à l'ordre m. m Ces quantités sont illustrées qualitativement par les figure 2a, 2b, 2c, dont les proportions sont grandement exagérées pour rendre l'exposé plus clair. Ainsi la contribution de la réflexion spéculaire est et celle de la réflexion de Bragg à l'ordre m est Dans cette dernière relation ssm est la réflectivité m intégrée La figure 2a montre un flux #(#) incident en fonction de # La figure 2b montre la réflectivité d'une structure multicouches en en fonction de # La contribution RS(A) de la réflexion spéculaire est très petite pour X très petit et croit d'une façon monotone jusqu'à atteindre 1 pour # égale à la longueur d'onde critique Ac Les pics de Bragg sont superposés à la courbe de Rs(A) et correspondent à la propriété selon laquelle Rm ( ocO sauf lorsque La courbe de la figure 2c montre le flux réfléchi '( en fonction de Ar qui résulte de ces propriétés. En fait, presque tout le flux réfléchi, le sera dans le pic de Bragg du 1er ordre à #1. D'où l'efficacité d'un monochromateur fondé sur ces propriétés. Le flux total réfléchi O' peut etre écrit en fonction du flux réfléchi ' 1 dans la réflexion de Bragg d'ordre 1 où C5 est la contamination due à la réflexion spéculaire, et C est la contamination due à la réflexion de Bragg d'ordre m. m Toutes les courbes 2a, 2b, 2c sont purement théoriques et ne sont relatives à aucun système particulier. Elles n'ont été données ici que pour l'enseignement général de l'homme du métier. Au moyen du système bicouches TiN/Ti, on peut réaliser un monochromateur dans lequel le flux O'1 est plus grand que dans le système Ni/Ti connu, tandis que les contaminations Cs et Cm sont aussi négligeables que possible. Dans ce cas les propriétés liées au système TiN/Ti décrites dans l'exemple I, liées à une plus grande différence d'indices optiques, au fait que les couches TiN sont amorphes non rugueuses et que le système TiN/Ti est non absorbant, produisent aussi les résultats avantageux déjà cités. En particulier, la longueur d'onde 31 pour le pic de Bragg du premier ordre, l'espacement d, et l'angle e que fait le faisceau incident avec le plan du miroir du monochromateur, dit angle de rasance, sont liés par la relation #1 = 2d Sin # (relation de Bragg) L'angle de rasance e étant petit, sin # # #, d'où en première approximation 2d.e Pour une longueur d'onde donnée, par exemple A= 0,6 nm, le système TiN/Ti selon l'invention permet de réaliser des miroirs multicouches avec des espacements d = 4 nm alors que le système Ni/Ti connu limitait les espacements à d = 6 nm. D'après la relation ci-dessus il est clair qu'en diminuant d de 30 % comme le permet le système TiN/Ti selon l'invention, on peut augmenter aussi l'angle de rasance e de 30 % pour une longueur d'onde donnée. Ainsi, la figure 4a montre les courbes représentatives de la réflectivité R en % en fonction de l'angle de rasance. Les courbes sont réalisées dans les conditions où la longueur d'onde du faisceau réfléchi est X = 0,6 nm et le système TiN/Ti selon l'invention. La courbe en pointillés montre qu'à la longueur d'onde donnée, lorsque l'espacement d = 6 nm le pic de Bragg est obtenu pour un angle de rasance e inférieure à 3 ; la courbe en trait plein montre qu'à cette longueur d'onde, lorsque l'espacement est d = 4 nm, le pic est obtenu pour un angle de rasance proche de 4'5. Dans ces conditions un monochromateur pour la longueur d'onde X = 0,6 nm, utilisant un miroir multicouches à systèmes TiN/Ti selon l'invention avec un espacement diminué par rapport à l'état de l'art, aura un faisceau réfléchi monoénergétique mieux séparé du faisceau incident du fait que l'angle de réflexion qui est égale à e est plus grand qu'avec le miroir à systèmes Ni/Ti connu. La même conclusion peut être tirée de l'étude de la figure 4b. Cette figure 4b montre les courbes représentatives de la réflectivité R en % en fonction de l'angle e de rasance. Les courbes sont réalisées dans les conditions où la longueur d'onde du faisceau réfléchi est X = 0,4 nm. Le miroir du monochromateur est formé de systèmes TiN/Ti selon l'invention. La courbe en trait plein montre qu'à la longueur d'onde donnée lorsque l'espacement est d = 6 nm, le pic de Bragg est obtenu pour l'angle e inférieur à 2&commat; 2 ; la courbe en trait pointillé montre qu'à cette même longueur d'onde lorsque dans le miroir l'espacement est d = 4 nm l'angle e est proche de 3*. Donc à cette longueur d'onde il est particulièrement important de pouvoir diminuer les espacements dans le miroir du monochromateur, pour obtenir la séparation des faisceaux incidents et réfléchis. Cela est seulement possible avec les systèmes TiN/Ti selon l'invention. La figure 4c montre les courbes représentatives de la réflectivité R en % en fonction de l'angle de rasance 0. Dans les conditions où des miroirs de monochromateurs sont réalisés l'un avec le système TiN/Ti (courbe en trait plein) l'autre avec le système Ni/Ti connu (courbe en pointillé) avec le même espacement d = 6 nm et le même nombre de bicouches N = 40 on obtient un pic de Braggpour la longueur d'onde X 0,6 nm et e proche de 3 . Les courbes de la figure 4c montrent qu'avec le système TiN/Ti selon l'invention, l'angle critique est plus grand (seuil de réflexion totale) et que la réflectivité au pic de Bragg est plus élevée d'environ 15 %. Ainsi toutes choses étant égales par ailleurs un monochromateur muni d'un miroir selon l'invention a une meilleure résolution que celle qui était connue de l'état de la technique, du fait que les états de surface sont moins rugueux, et que le faisceau est donc moins dispersé. D'autre part, la possibilité de travailler sous des angles plus grand est aussi favorable à une moindre dispersion du faisceau et donc à une meilleure résolution. D'une façon générale, de part la relation de Bragg, comme selon l'invention on peut réaliser des miroirs avec des espacements d qui n'étaient pas possible selon l'état de la technique, il en résulte que l'on a pour le monochromateur un choix de longueurs d'onde sur une plage plus grande. La figure 3 montre des courbes représentatives du nombre de bicouches N en fonction de l'espacement d des bicouches pour le système TiN/Ti selon l'invention en trait plein, et pour le système connu Ni/Ti, en trait discontinu. Pour ce dernier système, on a reporté les données de la courbe théorique fournie par la publication citée au titre de l'art antérieur. On rappelle encore que selon l'invention on peut réaliser des bicouches ayant un espacement de 4 nm, selon l'art antérieur on ne peut pas. Néanmoins les courbes théoriques de la figure 3 enseignent que pour atteindre une réflectivité de 99 % avec un espacement de 6 nm, le système TiN/Ti nécessite N = 80 bicouches, alors que le système Ni/Ti nécessite N = 120 bicouches. Pour atteindre une réflectivité de 99 %, avec un espacement de 4 nm, le système TiN/Ti nécessite 200 bicouches, alors que, en théorie, le système Ni/Ti nécessiterait N = 280 bicouches. En résumé un monochromateur ayant un miroir pour séparer un faisceau monoénergétique à partir d'un faisceau incident polyénergétique de neutrons, ce miroir étant formé d'une structure multicouches de systèmes bicouches TiN/Ti empilés, présente par rapport au monochromateur à couches Ni/Ti connu - une réalisation du miroir plus aisée du fait que l'on peut réaliser le miroir avec un nombre bicouches moins grand - une meilleure réflectivité à nombre de couches égal - un choix de longueur d'onde de fonctionnement sur une plus grande plage - un seuil de réflexion totale plus grand, d'où il résulte que le faisceau réfléchi n'est pas confondu avec le faisceau incident, et que ce faisceau réfléchi peut être réellement monoénergétique - aucune pertes par absorption. EXEMPLE III - Guides de neutrons Cet exemple est illustré par les figures 5 à 7. En référence avec la figure 6b, pour transporter un faisceau z de neutrons polyénergétiques avec un minimum de pertes, un guide 13 doit comporter à sa surface un système de confinement 12. Dans le cas présent, on choisit, comme système de confinement, de réaliser un super miroir à neutrons capable d'être totalement réflecteur pour toutes les longueurs d'onde transportées et sous les incidences sous lesquelles les neutrons sont incidents sur les parois du guide. Pour réaliser le super-miroir de confinement entourant le guide, on préconise d'utiliser un empilement de systèmes bicouches TiN/Ti tel que décrit dans les exemples I et II. En effet, tout d'abord ce super-miroir doit montrer une réflectivité aussi grande que possible, car, vu l'angle d'ouverture des faisceaux dans le guide, les rayons peuvent subir de 10 à 15 réflexions sur une longueur de 10 m. Si les pertes sont de quelques pour cent au cours de chaque réflexion, il ne reste pour ainsi dire rien du faisceau z initial en sortie du guide. Il est donc nécessaire que les pertes soient minimales, c'est-à-dire que la réflectivité soit aussi proche de 1 que possible pour que le flux sortant O' soit grand. Ensuite, ce super-miroir doit montrer une réflectivité élevée pour toutes les longueurs d'onde transportées, c'est-à-dire qu'il doit montrer une réflectivité élevée sur une large bande de longueurs d'onde. A cet effet, comme illustré par la figure 6a, on réalise une structure multicouches dans laquelle 1' espacement des systèmes TiN/Ti est graduellement changé. Il est en général nécessaire, pour obtenir la largeur de bande adaptée aux faisceaux polyénergétiques de neutrons usuellement utilisés, de prévoir des structures comprenant 3 à 5 sous-structures formées chacune de l'empilement de systèmes bicouches, et dans chacune desquelles l'espacement des systèmes bicouches est différent. En référence avec la figure 6a, on réalise le super-miroir 12 en surface du guide 13.La surface du guide pouvant être réalisée extrêmement plane, pour éviter la propagation des défauts, on réalise d'abord une première sousstructure du plus faible espacement d11 puis une seconde sousstructure d'espacement d2 > d1, ensuite une troisième structure d'espacement d3 > d2 etc. Ainsi, en référence avec la figure 7, on obtient une courbe de réflectivité montrant des pics de Bragg pour les longueurs d'onde différentes Ad1 Ad2, M3' dues à la participation de chacune des sous-structures, ce qui permet d'obtenir une réflectivité R élevée sur une large bande de fréquences.L'idéal est d'obtenir une largeur de bande égale à 3 fois la longueur d'onde de coupure k En contrepartie, si chaque sous-structure est formée d'un grand nombre de bicouches pour obtenir une réflectivité proche de 1, ou bien de bicouches à fort espacement, alors la structure finale, qui est formée elle-même de 3 à 5 sous-structures, est impossible à réaliser sur le plan industriel car on arrive à un nombre de bicouches trop grand ou à une épaisseur totale beaucoup trop grande pour être envisageable, comme cela était le cas avec le système connu. Selon l'invention au contraire, on peut obtenir une réflectivité proche de 1 ou pratiquement égale à 1 sur une large bande de longueurs d'onde avec un nombre total de bicouches plus faible que ce qui était connu de l'état de la technique. Par exemple compte tenu des propriétés avantageuses du système TiN/Ti, on pourra obtenir un résultat satisfaisant en mettant en oeuvre 3 à 5 sous-structures de chacune 40 à 200 bicouches soit moins de 800 bicouches. Le confinement du guide à neutrons est donc plus facilement réalisable au moyen des systèmes bicouches selon l'invention, et en même temps meilleur. Ainsi en référence avec la figure 5a qui représente la réflectivité R d'un miroir en fonction du nombre N de bicouches en trait plein pour le système TiN/Ti selon l'invention et en pointillé pour le système Ni/Ti connu (courbe théorique) dans les conditions où l'espacement d = 6 nm et la longueur d'onde X = 6nm, on constate que le miroir à système connu TiN/Ti montre une réflectivité environ supérieure de 10 % à celle du miroir à système connu Ni/Ti à nombre de bicouches égale. On constate d'autre part que la réflectivité 99 % est atteinte pour N 80 bicouches avec le système TiN/Ti, alors qu'il faut théoriquement un nombre N 120 bicouches avec le système Ni/Ti connu, soit une augmentation d'environ 40 % et en réalité un nombre beaucoup plus grand si l'on considère les valeurs réelles données par le tableau de la publication citée. En référence avec la figure 5b, qui représente la réflectivité d'un miroir à systèmes TiN/Ti selon l'invention, en fonction du nombre N de bicouches, à Â= 0,6 nm, en trait pointillé lorsque les espacements d = 6 nm, et en trait plein lorsque les espacements d = 4 nm, on constate que 99 % de réflectivité sont atteints avec d = 6 nm et N = 80 bicouches, ou avec d = 4 nm et 200 bicouches, ce qui n'est pas rédhibitoire pour former une sousstructure dans un super-miroir. Procédé de réalisation d'une structure multicouches formée de systèmes bicouches TiN-Ti La description de ce procédé est illustrée par les figures 8, 9a et 9b. Ce procédé met en oeuvre un dispositif de pulvérisation cathodique réactive d'une surface d'un substrat dans un plasma à partir d'une cible. En référence avec la figure 8, le dispositif de pulvérisation cathodique réactive comporte une chambre à vide 101 dans laquelle le vide est effectué par une pompe à diffusion 102. Un porteéchantillons 103 sur lequel est disposé au moins un échantillon 104, peut être mis en rotation autour de son axe pour mettre par exemple l'échantillon 104 en face de cibles successives 105 et 106 alimentées chacune par une installation radio-fréquence respectivement RF1 et RE2. En outre, des caches amovibles 107 et 108 permettent d'isoler temporairement un échantillon de la cible respectivement 105 et 106. Un tuyau d'alimentation 111 comportant une vanne de régulation RV1 permet d'introduire dans l'enceinte à vide 101 par son extrémité 112 un gaz porteur non réactif. La pression dans l'enceinte est mesurée par une sonde 110 qui fournit un signal à une entrée d'un dispositif de régulation de pression PRI dont la sortie commande le degré d'ouverture de la vanne de régulation RV1. Un tuyau d'alimentation 122 comportant une vanne de régulation RV2 permet d'introduire dans l'enceinte à vide 101 un gaz réactif par son extrémité 123 qui débouche en 124 à proximité de l'échantillon 104. Un tuyau 129 associé à une micro-vanne V alimente un analyseur quadripolaire 120 comportant une pompe à vide 121. L'analyseur quadripolaire 120 délivre un signal de sortie représentatif de la pression partielle de gaz réactif dans l'enceinte. Ce signal de sortie alimente un dispositif de régulation de pression PR2 dont la sortie commande le degré d'ouverture de la vanne de régulation RV2. Deux vannes PV1 et PV2 commandées en alternance sont situées respectivement en amont du tuyau 123 et d'un tuyau 119 qui débouche dans la pompe à vide 102. Lorsque la vanne PVî est ouverte et la vanne PV2 fermée (état 1), le système travaille en régulation de pression partielle de gaz réactif et un dépôt réactif peut être obtenu (p. ex. Ti avec une cible en Ti et N2 comme gaz réactif). Lorsque la vanne PVî est fermée et la vanne PV2 ouverte (état 2), le système travaille en milieu non réactif et le système peut effectuer par exemple un dépôt métallique (p.ex. Ti seul). Le passage de l'état 1 à l'état 2 est rapide, car l'évacuation du gaz réactif ou bien la régulation de pression partielle prennent environ 1 à 3 secondes ce qui permet d'obtenir des couches alternées avec des interfaces bien définis. On remarquera qu'il est particulièrement avantageux de disposer l'échantillon 104 entre la pompe à vide 102 et la cible 105 et de faire déboucher le tuyau 129 au voisinage de la cible 105 de manière à mesurer la pression partielle au niveau de la cible 105. C'est en effet la pression partielle au niveau de la cible 105 qui doit être maintenue suffisamment basse pour éviter sa réaction avec le gaz réactif (nitruration avec N2 comme gaz réactif). En outre, la proximité de la pompe à vide et de l'échantillon permet d'obtenir localement au niveau de l'échantillon 104 une pression partielle de gaz réactif plus élevée qu'au niveau de la cible 105. En d'autres termes, si on régule la pression partielle en gaz réactif au niveau de la cible 105 à une valeur voisine de la valeur maximale pour laquelle il n'y a pas de réaction de celle-ci avec le gaz réactif, on obtient au niveau de l'échantillon 104 une pression partielle de gaz réactif plus élevée et donc une vitesse de réaction accrue. Un résultat optimal est obtenu avec la pompe à vide 102 disposée au voisinage de l'échantillon 104 du fait de la conjugaison du flux de gaz réactif dirigé par l'extrémité 124 de tube 123 vers l'échantillon et le pompage 102 assure qu'une quantité minimale de gaz réactif se trouve au voisinage de la cible 105. En référence avec les figures 9a et 9b, le tube 123 se compose de trois sections, une section proximale 231 à laquelle est fixée un raccord 127 et une bride de maintien 125, une section centrale inclinée 232 en direction de l'échantillon 104 et une section 233 également inclinée en direction de l'échantillon 104 et formant un coude avec la section centrale 232. La section distale 233 se termine par un profil plat et évasé 124 qui permet de canaliser le flux de gaz réactif pratiquement parallèlement à la surface de l'échantillon 104. A cet effet la paroi 241 est pratiquement parallèle à l'échantillon 104. Sur la figure 9a1 on a représenté le porte-échantillon 131 qui pivote autour de l'axe 140 et le cache 107 qui pivote autour de l'axe 130. Au moyen du dispositif décrit ci-dessus, les couches de TiN peuvent être réalisées en introduisant seulement 0,5 % de gaz réactif N2, mesuré en pression partielle ; les couches de Ti étant réalisées avec la cible de Ti seule, sans introduction de gaz réactif. Du fait que la même cible est utilisée pour réaliser chaque type de couches (TiN et Ti) et que le seul changement est l'introduction ou la non introduction de gaz réactif N2, entre le moment où on réalise une couche TiN et celui où on réalise une couche Ti, la structure multicouches selon l'invention est beaucoup plus simple à réaliser que la structure Ni/Ti connue qui nécessitait l'utilisation de deux cibles différentes. De plus le dispositif de pulvérisation cathodique réactive préconisé permet de réaliser les couches TiN avec une grande précision d'épaisseur du fait que l'introduction du gaz réactif N2 se fait au niveau de l'échantillon et non au niveau de la cible comme il était connu par exemple de la publication "Diode R.F. Sputtering of copper and copper oxide thin films and multilayers" de Pierre BOHER et al. parue dans Thin Solid Films 174 (1989) (compte-rendu de symposium on Trends and New Applications in Thin Films/Ratisbonne (RFA) 27 février - 3 mars 1989). Donc dans le dispositif de pulvérisation cathodique décrit plus haut, on a seulement besoin d'utiliser la cible 105 qui sera alors en Ti, pour réaliser les couches TiN/Ti. Alors que pour réaliser des couches Ni/Ti il aurait fallu utiliser deux cibles, par exemple 105 et 106. Dans le procédé de réalisation décrit plus haut on utilise par exemple l'argon comme gaz porteur non réactant introduit par la tubulure 111. Dans tout ce qui précède on a montré que l'on pouvait avantageusement, avec les systèmes TiN/Ti, réaliser des structures pour miroirs à neutrons, avec des espacements d des systèmes bicouches plus faibles, ou avec un nombre N de bicouches plus faible que ce qui était connu de l'état de la technique. Mais, rien n' empêche l'homme du métier de réaliser des miroirs à neutrons au moyen des bicouches TiN/Ti ayant même espacement d et même nombre N de bicouches que connus. Les dispositifs obtenus seront de toute façon plus performants que les dispositifs connus, du fait des propriétés avantageuses des systèmes TiN/Ti qui ont été exposées tout au long du développement précédent. REVENDICATIONS 1. Dispositif à neutrons muni d'un miroir multicouches ayant un pouvoir réflecteur élevé pour un faisceau de neutrons et constitué d'au moins une structure comprenant un nombre N de systèmes bicouches espacés entre eux d'une distance d, ces systèmes étant formés d'une couche d'un matériau réflecteur A et d'une couche d'un matériau espaceur B empilées, l'indice optique du matériaux réflecteur étant plus grand que l'indice optique du matériau espaceur, caractérisé en ce que le matériau réflecteur A est le nitrure de titane (TiN) et le matériau espaceur B est le titane (Ti). 2. Dispositif à neutrons selon la revendication 1, caractérisé en ce que le miroir multicouches est constitué d'une structure multicouches dans laquelle les systèmes bicouches ont des espacements d uniformes sur toute l'épaisseur de la structure, et dans laquelle les couches sont planes et d'épaisseur uniforme. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la valeur des espacements d des sytèmes bicouches est choisie dans la gamme entre environ 2 nm et environ 12 nm, et en ce que le nombre N des bicouches est choisi entre 300 et 20. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la valeur des espacements d des systèmes bicouches est choisie dans la gamme entre environ 4 nm et environ 6 nm. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le miroir multicouches est réalisé sur un substrat plan. 6. Utilisation d'un dispositif selon la revendication 5, pour réaliser un monochromateur à neutrons pour fournir un faisceau de neutrons monoénergétique dans le domaine des longueurs d'onde d'environ 0,4 nm à environ 0,6 nm. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le miroir multicouches est un super-miroir constitué d'une pluralité de sous-structures multicouches, chaque sous-structure étant formée de système bicouches à espacement d uniforme dans la sous-structure et différent d'une sous-structure à l'autre, et dans chaque sousstructure les couches étant planes et d'épaisseur uniforme. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que dans le super-miroir les espacements des sous-structures sont graduellement changés, par exemple d1 dans une première sous-structure, d2 dans une seconde sous-structure, d3 dans une troisième sous-structure etc de manière à ce que d1 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que dli d2, d3 etc sont choisis parmi des valeurs comprises entre 2 et 12 nm. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le nombre N de bicouches dans chaque sous-structure est choisi entre" 20 et 300 pour obtenir une réflectivité maximale pour une longueur d'onde donnée correspondant à chaque sous-structure. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le super-miroir est réalisé sur la surface périphérique d'un guide à neutrons, la sous-structure ayant l'espacement le plus petit d1 étant la plus proche du guide. 12. Utilisation d'un dispositif selon la revendication 11, pour assurer le confinement des neutrons dans le guide à neutrons pour transporter un faisceau mono ou polyénergétique dans le domaine des longueurs d'onde de l'ordre de 0,4 nm à 0,6 nm. 13. Procédé de réalisation d'un miroir ou super-miroir pour un dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, ou 7 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend la réalisation des couches de titane (Ti) par pulvérisation r.f d'une source de titane seule (Ti), sous un gaz non réactant, par exemple d'argon, et la réalisation des couches de nitrure de titane (TiN) par la pulvérisation r.f de la même source de titane (Ti) sous un gaz réactant d'azote (N2) en pression partielle, faible, par exemple 0,5 %, dans le gaz non réactant.