无序钯金合金中氢的光学振动

在 Pd 的面心立方晶格中，氢占据具有立方对称性的八面体间隙位置。因此，可以预期在 Pd 中的稀薄固溶氢溶液中，光学氢振动的基本带应缩减为一条窄线，由 3 重简并、非相互作用的各向同性局域振子组成。由于低温下 PdH$_x$ 溶液的极限氢浓度非常小 (x<0.001)，通过非弹性中子散射验证这一假设的几次尝试给出了模糊的结果。我们通过将 Pd 与 20 at% Au 合金化提高了最大 x 值，并研究了浓度从 x = 0.03 到 0.74 变化的无序 Pd$_{0.8}$Au$_{0.2}$H$_{x}$ 溶液。根据已报道的 $^{197}$Au 穆斯堡尔研究，在 x < (0.8)^{6} = 0.26 的 Pd$_{0.8}$Au$_{0.2}$H$_{x}$ 溶液中，氢原子只能占据没有 Au 邻居的间隙。这减弱了较低氢浓度溶液中 H-Au 相互作用的影响，并有效防止了低温下氢的聚集。我们的 INS 研究表明，在浓和稀的 Pd$_{0.8}$Au$_{0.2}$H$_{x}$ 溶液中，基本光学氢带均由一个尖锐峰和朝向更高能量的宽肩组成。该肩峰没有随氢浓度降低而消失的趋势，在所有研究样品中约占主峰积分强度的 0.44。因此，Pd 中无限稀释氢溶液的光学带也应包含一个带有明显肩峰的峰。本文考虑了这对 Pd 中氢溶解度同位素效应的影响。