Regensburg 2000 – wissenschaftliches Programm

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M: Metallphysik

M 11: Wasserstoff in Metallen

M 11.9: Vortrag

Donnerstag, 30. März 2000, 12:30–12:45, H16

Verschiebung des kritischen Punktes der Mischungsluecke in nanoskaligen festen Loesungen — •Joerg Weissmueller und Christian Lemier — Institut fuer Nanotechnologie, Forschungszentrum Karlsruhe und Fachbereich Physik, Universitaet des Saarlandes

Die Reduktion der Skala der Mikrostruktur in den Bereich weniger Nanometer hat bei Metall-Wasserstoff-Systemen erhebliche Verschiebungen der Phasenkoexistenzlinien im Phasendiagramm und in einigen Faellen eine Absenkung der kritischen Temperatur Tc der Mischungsluecke zur Folge. Die Befunde sind fuer duenne Filme, Multilagen, nanoskalige isolierte Teilchen, und nanokristalline Festkoerper recht aehnlich und legen daher einen gemeinsamen Mechanismus nahe. Wir zeigen, dass sich die Aenderungen des Phasendiagramms zwanglos als Konsequenz der mechanischen Wechselwirkung zwischen kohaerenten Bereichen der Mikrostruktur mit unterschiedlichen Zustandsgleichungen erklaeren lassen. Die Bereiche koennen dabei unterschiedliche Phasen repraesentieren, z.B. einen duennen Film und sein Substrat oder die beiden Phasen in einer (freistehenden) Lagenstruktur; alternativ koennen die Bereiche die Materie im Volumen und die Materie in Lagen an der Oberflaeche bzw. an Korngrenzen modellieren. Wir leiten allgemeine Beziehungen fuer die Variation von Tc mit den Volumenanteilen der Bereiche, und daher mit der Skala der Mikrostruktur, her. Experimentelle Ergebnisse fuer nanokristallines Pd-H bestaetigen die Vorhersagen.