Diffusion of the hydrogen in nanocrystalline vanadium films

Анотація

Досліджено β→α фазовий перехід та дифузію водню у нанокристалічних плівках ванадію. Плівки осаджували на скляну підкладку при температурі 673 К та при кімнатній температурі. Дослідження структури плівок з використанням трансмісійної електронної мікроскопії показали, що усереднені розміри кристалітів ванадію становлять 7 і 4 нм відповідно. Похідна електричного опору насиченої плівки по температурі виявила широкий фазовий перехід β→α близько 390 К. Коефіцієнт дифузії водню отримано з апроксимації аналітичним виразом залежності збільшення електричного опору ненасиченої частини плівки від часу. Виявлено сильну залежність коефіцієнта дифузії від концентрації водню. При малій концентрації водню коефіцієнт дифузії дорівнює коефіцієнту дифузії в об’ємному ванадію. При великих концентраціях водню (понад 20 ат. %) коефіцієнт дифузії зменшується в тисячу разів. Енергія активації дифузії, розрахована для зразків з великою концентрацією водню, дорівнює (44,8 ± 0,8) кДж/моль [(0,464 ± 0,008) еВ)].