Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm
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M: Metallphysik
M 25: Wasserstoff in Metallen I
M 25.4: Fachvortrag
Mittwoch, 28. März 2001, 16:00–16:15, S12
Kernspinresonanz-Untersuchungen der Wasserstoff-Diffusion in den Dihydriden des Yttriums — •J. Gottwald1, G. Majer1, R. G. Barnes2 und D. T. Peterson2 — 1Max-Planck-Institut für Metallforschung, Heisenbergstraße 1, 70569 Stuttgart — 2Ames Laboratory, USDOE, and Department of Physics, Iowa State University, Ames, IA 50011, USA
Die Diffusion des Wasserstoffs in YHx (x = 1,91, 1,95, 2,03) wurde mit Hilfe der gepulsten magnetischen Feldgradienten (PFG-NMR) und Messungen der Spin-Gitter-Relaxationsrate Γ1 bis zu einer Temperatur von 920 K untersucht. Die mit der PFG-NMR modellunabhängig gemessenen Diffusionskoeffizienten D zeigen bei konstanter Konzentration x ein einfaches Arrheniusverhalten. Die daraus erhaltenen Aktivierungsenergien Ha nehmen mit steigendem x von Ha = 0,53 eV (x = 1,91) auf 0,38 eV (x = 2,03) ab. Dies führt zu einer Zunahme von D bei einer gegebenen Temperatur. Die Ergebnisse werden mit denen von Wasserstoff in anderen Hydriden der Übergangsmetalle verglichen. Zum gemessenen Γ1 tragen neben der diffusionsbedingten dipolaren Relaxationsrate Γ1d ein elektronischer Anteil Γ1e und ein Beitrag Γ1p aufgrund der Wechselwirkung von Protonen mit paramagnetischen Verunreinigungen bei. Selbst bei kleinsten Mengen solcher Verunreinigungen (≤ 20 ppm) domimiert Γ1p unterhalb von 500 K. Bei höheren Temperaturen liefert der Vergleich von Γ1d mit den PFG-Daten eine gute Übereinstimmung. Eine gemeinsame Auswertung dieser Daten zeigt, dass bei der Diffusion Sprünge des Wasserstoffs zwischen benachbarten Tetraeder-Plätzen dominieren.