Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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M: Metallphysik

M 21: Wasserstoff in Metallen

M 21.1: Vortrag

Donnerstag, 25. März 1999, 10:15–10:30, S 9

Löslichkeitsisothermen von Wasserstoff in dünnen Niobfilmen auf Saphirsubstrat — •T. Edelmann¹, S. Schmid¹, J. Peisl¹ und K. Theis-Bröhl² — ¹Sektion Physik, Ludwig-Maximilians-Universität München — ²Institut für Experimentalphysik/Festkörperphysik, Ruhr-Universität Bochum

An epitaktisch auf Saphirsubstrat gewachsenen Niobschichten mit Palladiumdeckschicht wurden die Löslichkeitsisothermen in Abhängigkeit von der Schichtdicke bestimmt. Dazu wurden die Proben in situ bei unterschiedlichen Wasserstoffdrucken und einer Temperatur von 300^∘C beladen und vermessen. Durch Kombination von Röntgen- und Neutronenreflektivitätsmessungen sowie Röntgenbraggbeugung an Teilstücken identisch gewachsener Proben wurde die Wasserstoffkonzentration in Abhängigkeit vom anliegenden Druck bestimmt. Der gelöste Wasserstoff verändert die Streulängendichte des Wirtsmetalls zum einen durch Dehnung des Gitters, zum anderen durch seine negative Streulänge. Die Dehnung kann durch Röntgenmessungen bestimmt werden, sodaß in den Neutronenmessungen die beiden zur Streulängenänderung beitragenden Terme separiert werden und die Wasserstoffkonzentration berechnet werden kann. Es zeigt sich eine deutliche Reduzierung der Löslichkeit mit der Dicke der Niobschicht. Aus den angepaßten Isothermen ergeben sich die Wasserstoff- Wasserstoff (H-H) und die Wasserstoff-Metall (H-Me) Wechselwirkungen. Während die H-H Wechselwirkung kein schichtdickenabhängiges Verhalten zeigt, variiert die H-Me Wechselwirkung mit der Schichtdicke.