氢/氘等离子体加载钨中的氢过饱和层：基于热力学、动力学与密度泛函理论数据的整体模型
材料科学
2019-04-30 v1
摘要
在本工作中，我们将密度泛函理论数据与热力学及动力学模型相结合，以确定暴露于氢通量下的钨亚表面中注入氢的总浓度。在给定氢通量、注入温度以及入射氢离子能量作为自变量的情况下，计算亚表面氢浓度。该整体模型逐步构建：首先考虑体相钨内原子氢与分子氢气相之间的平衡，并将计算所得的溶解度与实验结果进行比较。随后，利用动力学模型确定钨亚表面中氢的化学势。结合这两个模型，确立了两种 regime，即氢优先被捕获于间隙位或空位中。由我们的模型推断，这两种 regime 的存在由注入钨样品的温度所驱动；高于某一阈值或转变温度时为间隙 regime，低于该温度时为空位 regime，在距表面十分之几埃的区域内形成过饱和层。我们推导出一个简单的解析表达式，描述这两种 regime 随注入温度、入射能量和氢离子通量共存的依赖关系，并借此绘制了相应的相图。
引用
@article{arxiv.1904.12519,
title = {Hydrogen supersaturated layers in H/D plasma-loaded tungsten: A global model based on thermodynamics, kinetics and density functional theory data},
author = {E. Hodille and N Fernandez and Z. Piazza and M. Ajmalghan and Y. Ferro},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.12519},
year = {2019}
}